シャトル計画の終了は宇宙科学にとって後退か、それとも新たな機会か?

アマチュアカメラ気球以外では、宇宙で実用的な科学実験を行うのはかなり難しい。まず、打ち上げロケットを購入し、ライセンスを取得し、打ち上げ場所を見つけ、積荷を保護し、実際に打ち上げる許可を得る必要がある。これまでは NASA と提携してこれを行ったかもしれないが、ロケットや宇宙ステーションへの遠征に対する連邦政府の支援を得るのは容易なことではなかった。そして、スペースシャトルがこの夏に引退した後は、さらに困難になりそうだ。

しかし、シャトルからの移行は実験者にとって有望だ。民間が建造し、運用する新世代の宇宙船が、その役割を引き継ぐ準備を整えているからだ。商業宇宙観光産業は、政府が提供できるものよりも低価格で利便性の高いサービスを提供し、科学者が微小重力を研究する方法を一変させるだろう。科学者は実験を行うためにNASAに申請する必要がなくなる。さらに良いことに、科学者は宇宙飛行士団に加わって宇宙に直接行く必要がなくなる。これは最先端の研究がはるかに広く利用できるようになるパラダイムシフトとなるだろう。

パデュー大学の航空学および宇宙学の教授であるスティーブン・コリコット氏は、1950年代から科学者が使用してきたタイプの観測ロケットではなく、宇宙観光用車両で飛行するように設計された新しい実験を計画している数人の科学者の一人です。

「これらの新世代の商用弾道ロケットは、旧型のロケットよりもはるかに安価で、飛行頻度もずっと高くなり、容積やクッション性などの点で実験用の建造もずっと簡単になるはずだ」と同氏は語った。

一方、商業宇宙飛行会社は、冒険を求める人々とともに科学者も宇宙に飛ばせることを楽しみにしていると述べている。

「理系の学生、関連分野に携わる大学生が、宇宙飛行士団を通じて1人か2人ではなく、時間をかけて何十人、何百人も実際に宇宙に行くことができるという考えは、本当にわくわくすると思います」とヴァージン・ギャラクティックの社長兼CEO、ジョージ・ホワイトサイド氏は語った。「私たちはこれにとても興奮しています。実際の科学的成果の可能性を超えた教育の可能性は、その大きな部分を占めています。」

2月にサウスウエスト研究所はヴァージン・ギャラクティックの8便を予約し、さらにエックスコール・リンクス1ロケット機の6便を予約した。これは宇宙行きのチケットを購入した最初の研究機関だ。ヴァージンは最初の商業飛行がいつ始まるか正確には明かさないが、ホワイトサイド氏は同社が来年宇宙に行くだろうと語った。

一方、コリコット氏を含む他の数人の研究者は、ペイロードを試験飛行させる予定を立てている。コリコット氏は、アルマジロ・エアロスペース、マステン・スペース・システムズ、XCORが製造したロケットで飛行するプロジェクトの設計を学生に手伝ってきた。

同氏はまた、ブルーオリジン社のガムドロップ型ロケット「ニューシェパード」の今後の無人試験飛行に搭載される、全米科学財団が資金提供した流体力学実験も設計した。コリコット氏は、ロケットの打ち上げが開始されれば、実験は現在よりもずっと速く宇宙に投入されるだろうと語った。

「費用が安いので、おそらく査読委員会を通したり説得したりしなくても、革新的なタスクを実行できるでしょう」と彼は語った。「本当に革新的になり、リスクを取ることができます。うまくいかなかったとしても、それほど費用がかからなかったし、おそらく2回目の飛行を行って、より優れたバージョンを作る余裕もあるでしょう。」

アマゾン・ドット・コムのジェフ・ベゾスが設立したブルー・オリジンは、計画について秘密主義であることで有名だが、同社は、試験飛行による無人実験は早ければ今年中に開始できるとしている。コリコットの実験は、これまでに選ばれた3つの実験のうちの1つで、宇宙での表面張力と毛細管作用の働きを調べる。コリコットは現在、国際宇宙ステーションでの実験の調査員でもあるが、短期間の宇宙旅行が頻繁に行われるようになる可能性に期待を寄せている。

「ISS にいるのは本当に最高です。でも、キャリアの中で最高に楽しい時間を過ごせる機会はどれくらいあるでしょうか。アイデアはたくさんあります。もっと手頃な研究室があれば、もっと多くの人がもっと多くのことを観察できるようになります」と、彼は言う。「そうすれば、無重力研究の時間が、これほど貴重で限られたものではなくなり、基本的には、店でシュリンクラップされた小さな容器を買って、『この 2 回の飛行を買う』と言えるようなものになります」

SWRI の研究開発担当副社長アラン・スターンは、民営化された弾道研究の第一人者です。彼はブルーオリジンのコンサルタントを務めており、2 月に弾道研究者向けの会議を主催し、SWRI の科学者を弾道宇宙に飛ばす計画を発表しました。

「我々は、商業用の次世代弾道ロケットが、さまざまな研究を前進させる変革力を持つと強く信じている」と当時同氏は語った。

SWRI の惑星科学者ダン・ダーダ氏は、すでに宇宙飛行士としての道を試みており、弾道宇宙を飛行する最初の科学者の一人となる。

彼は F-18 で訓練を受けており、リンクスまたはスペースシップツー宇宙船に搭載する予定のいくつかの実験を磨いてきた。その 1 つは彼が設計した天文画像システムで、宇宙船の窓から測定を行い、遠くの星、上層大気、さらには地球の土地利用を調査できる。別の実験では、血圧、心拍数、その他の心血管データを監視するバイオハーネスを装着する。そして最後に、小惑星の形成過程を研究するためにいくつかの小さなボールを衝突させる予定だ。

ダーダ氏はNASAの2003年度宇宙飛行士クラスに選ばれる寸前で、最初の応募者3,000人以上の中から最終選考の100人に残った。ダーダ氏、スターン氏、そしてヴァージンまたはXCORに搭乗する別のSWRI惑星科学者キャシー・オルキン氏は、いずれも宇宙飛行士候補であり、NASAの飛行身体検査に合格している。

「私たち3人は、伝統的なルートをたどり、選ばれずにできる限りのところまで進みました。いずれにせよ、私たちは飛び立つつもりです」とダーダ氏は語った。「私たちはノーという答えを受け入れません。」

しかし、営利目的の宇宙船で実験を宇宙に送ることは、連邦政府のロケットやシャトルでスペースを奪い合うこととは大きく異なる。コストが安いことはさておき、大学や民間の研究機関の科学者は新たな法的問題に直面する可能性がある。

民間航空宇宙企業、NASA、国連で働いた経験を持つ宇宙法の専門家、スティーブン・E・ドイル氏は、商業宇宙船は知的財産権や技術ライセンス契約に関する新たな問題を引き起こす可能性があると述べた。国際宇宙ステーションの15カ国は、ISSのさまざまなモジュールとそれらのモジュールで発見された成果の取り扱いに関する特許契約を結んでいる。日本人は実験モジュール「きぼう」を建設し、その建物は日本の所有物であると規定しており、その建物内で行われたことはすべて日本の所有物であるとドイル氏は述べた。「その実験室で行われたことはすべて日本の所有物であり、日本の発明とみなされるだろう」

同様に、観光用宇宙船会社も、自社の宇宙船で行われたあらゆる新発見に対してロイヤリティフリーのライセンスを保証する契約を結ぶことができると考えられる。弾道飛行中のひらめきから生まれた発明品はすべて科学者の所有となるが、そのような発明を可能にした会社は、利益を得たいと思うかもしれない。これは、個人所有の研究所が、その研究所で行われた発明品を使用するライセンスを求めるのと同じである。

「研究室で発明として行ったことはすべて、発明者の所有物になります。しかし、彼ら（研究室や船主）は『私の研究室にいなければ、それはできなかった』と言うかもしれません」とドイル氏は語った。

このような状況では、所有者は、発明を使用するためのロイヤルティフリーの権利を要求する契約と、所有者が発明から収益を得た場合にロイヤルティを支払うことに同意する契約を作成することができます。

ホワイトサイド氏は、SWRIの契約ではそこまで詳細には踏み込んでいないとし、ヴァージンの幹部らはライセンス契約の可能性について話し合っていないと述べた。

「将来的には他の研究者や技術者と商業化の契約を結ぶことになるかもしれないが、最初の数件の契約は比較的簡単なものになるだろうと予想している。安全である限り、研究結果に対する権利はすべて研究者や技術者にある」と同氏は述べた。「しかし、これは興味深い点であり、もっと考えるべきかもしれない」

先週の時点で、ヴァージンは、4分間の弾道飛行体験に少なくとも20万ドルを支払うことを望む宇宙旅行者志望者から420件以上の予約金を受け取っている。科学者たちは、これほど混雑した乗客名簿にどうやって収まるのだろうか？ ホワイトサイド氏は、ヴァージンは週1回の飛行を目指しており、チャーター便ならスケジュールに収まるだろうと語った。場合によっては、実験が邪魔にならない限り、科学者が観光客と一緒に飛行することもあるだろうと同氏は語った。

「これらはチャーター便、または専用便になるだろう。ある時点で、2013年7月15日などに科学飛行を予定していると発表し、誰が参加したいかを確認することになるかもしれない」と彼は語った。

パイロットと乗客しか搭乗できないXCORのような企業にとっては、専用の科学ミッションが必要となる。

ホワイトサイド氏は、SWRIの発表以来、ヴァージン・ギャラクティック社の宇宙船に搭乗する飛行実験や人員に関心を持つ他の研究者からも連絡を受けていると述べた。氏名や詳細は明かさなかった。

「人々はまだ、これが自分たちが利用できる研究プラットフォームになるという事実を理解しようとしているところです。数か月、数年が経つにつれ、ますます多くの研究者が、この船上で優れた科学研究ができることに気づくでしょう」と彼は語った。

ドゥルダ氏は、弾道飛行研究が宇宙観光分野とともに発展すると期待していると述べた。

「地球上の生命に対する私たちの考え方が変わるでしょう」と彼は語った。「私たちは、人生に対する異なる焦点、異なる背景を持つ人々を乗せて飛ぶことになるので、これまでに表面化したことのない驚くべき進歩と変化が起こると思います。それは素晴らしい未来になるでしょう。」