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お久しぶりでーす|・-・)

毎日投稿しているときは何とも思いませんでしたが、期間が空いちゃいますとね、何だか緊張しますね。

皆さん、GCEM(ジーセム)という実験装置をご記憶でしょうか?
「全く覚えてない」というそこのあなたは、こちらをご覧ください。


https://plus.google.com/101922061219949719231/posts/bS7F8LvB1iJ
https://plus.google.com/101922061219949719231/posts/F2V7nbiUtxb

「きぼう」で日本が初めて実施する燃焼実験装置でしたね。

私が宇宙ステーションで組み立てて、その後初期検証作業が続いていましたが先日それが終わり、2月17日に本格的に実験がスタートしました。

エンジンなどの内燃機関では、液体燃料が霧状に噴射されて着火されますが、それらの小さな液体燃料の粒の間で燃焼がどのように広がっていくかを観察する実験です。

添付の動画では、97個の液滴が燃焼する様子がご覧頂けます。
(実際の燃焼は0:37あたりから)
ランダムに配置された液滴が徐々に着火していく様子が高速度カメラではっきりと捉えられています。

今後、条件を変えて実験データを蓄積していくことになります。

火炎の燃え広がり速度・火炎が広がる限界距離を支配する法則に関する仮説を検証することができれば、ガスタービンやジェットエンジンなどの噴霧燃焼機器の開発で課題だった、燃焼挙動を高精度で予測可能な数値シミュレーションツールの実用化が進められ、新たな機器開発毎にかかる膨大な時間、コストが軽減できる可能性があります!
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木曜日にESAでの最終訓練を終え、ヒューストンに帰着しています。
 
ESAでの最終日は、Vascular Echo(ヴァスキュラー・エコー)実験のデータ取りとESAの実験装置に関する訓練がありました。
 
データ取りでは私はベッドに横になって、言われるがままに姿勢を変えたり呼吸のリズムをコントロールしたりしているだけで、研究者の方々が忙しそうに限られた時間で全てのデータを取る為に頑張っていました。
 
ISSでは、これら全てを自分でやるんですよね・・・(;・∀・)
 
最近、自分の身体の超音波検査をするのには多少慣れてきましたが、それでも事前にしっかりと予習をして、研究者の方々が身体のどの部分を見たがっているかをしっかりと頭に入れておこうと思います。
 
これで、コロンバスモジュールのスペシャリスト訓練と、ESAの実験のスペシャリスト訓練は全て終了しました。
日本、アメリカでの訓練も全て終了しているので、あと残すはロシアでの訓練だけですね。
 
ロシアに向けて出発するまでは、あと10日ほどありますので、ヒューストンで身の回りの準備やその他諸々の準備に専念したいと思います。
例えば自動車の運転免許なども、今のうちに更新しておかないとISSに滞在している間に失効してしまうので、抜けのないように準備しておかなければいけません。
 
ロシアに出発するまでは、ここも気まぐれに更新していこうと思います。
引き続きお付き合いください。
 
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今日もESAの実験関連の訓練でした。
 
朝イチはドップラー測定器を使った訓練。
これは、Canadian Space Agency(CSA:カナダ宇宙庁)のVascular Echo(ヴァスキュラー・エコー)という実験で使用するのですが、ドップラー測定器自体はESAのコロンバスモジュールの装備品なので、ここドイツで訓練が行われます。
 
「ドップラー効果」という言葉はお聞きになった方も多いのではないかと思います。
一番身近な例で言えば、遠くから聞こえてくる救急車のサイレンの音が、自分のそばを通過した途端に少し低い音に変わる現象がそれです。
 
難しい説明は省きますが、救急車が自分に近付いてくる時と遠ざかっていく時で、音の周波数が変わっているのですね。
この周波数の変化(イコール速度の変化)を捉えるのがドップラー測定器の仕事です。
 
Vascular Echoの実験では、具体的には血液の流れが作り出す音をこの測定器で拾います。
音の周波数の変化から、血流がどのように変化するかがわかります。
 
このVascular Echoの前にCSAが実施した別の実験で、宇宙飛行士が宇宙に滞在する間、動脈が硬化することがわかっています。
地上で普通に生活していると、年齢をかさねるに従って同じ現象が起きますが、約6か月の宇宙滞在では、なんと地上の約30歳分(!)に相当するスピードで進行します。
 
このように無重力での生活が、人間の心肺機能、血液系に及ぼす影響について調べるのがこの実験の目的です。
 
明日の午前中を使って、この実験の基礎データ取得が行われるのですが、今日は自分でこのドップラー測定器を使って血流を測定する訓練を行いました。
 
センサーを太ももの血管があるところに付けて固定し、ゴムバンドで足のつま先を引っ張った状態で、つま先を伸ばしたり曲げたりする運動を繰り返します。
1分間この運動を繰り返したあと、ゴムバンドを離して負荷を開放し、その後の血流の変化をドップラー測定器でデータ取得します。
 
測定器からの音は、イヤフォンで自分で聞くことが出来るのですが、ゴムバンドを離した瞬間から音が大きくなる(血流が盛んになる)のがはっきりわかります。
運動で消費したエネルギーを血液が補充しようとしているのがよくわかって、改めて人間の身体ってすごいな、と思ってしまいます。
 
 
お昼前には、先日行った筋肉生検の経過観察がありましたが、幸い経過は良好なようです。
まだ少し階段を上ったり下りたりすると痛みがありますが、今週末には絆創膏も外してよいと言われています。
筋肉自体も数週間で回復するらしいので、本当に良く出来てますよね。
 
明日で今回のESA訓練も最後になります。
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今日は終日ESAの実験関連の訓練がありました。
 
まずはSODI(ソディ)と呼ばれる材料実験です。
2種類以上の液体が混ざり合う時、重力がなければ均一に混ざり合おうとする性質がありますが、そこに温度勾配が加わると、液体の特性に応じて偏りが生じることが知られています。
この実験では、3種類の液体が混ざったサンプルを使って、均一に混ざり合った状態から温度勾配によってどのように偏りが生じるかをグローブボックス内で観察します。
(グローブボックスというのは、写真にあるような実験用の装置を言います)
宇宙飛行士の仕事は、実験装置をセットアップして、記録ディスクを交換したり、サンプルを取り出したりという物理的な作業で、実験自体は地上が遠隔操作で実施します。
 
こういった、地上では重力に隠れて上手く観察できない現象を調べることで、地上の技術をより高品質化しようというのが宇宙での材料実験の基本的な考え方です。
この実験で得られる知見は、油田の採掘などに役立てることが期待されているそうです。
原油が溜まりやすい(偏って存在する)箇所をあらかじめ推定できれば、より効率的に採掘することが出来ますね。
 
他に、ISS船内の放射線環境を調べる実験について、計測装置の使用法などを学びました。
船内は放射線による被ばく量が均一というわけではなく、最大で4割程度の強弱があるそうです。
また、ISSの軌道によっても常時変動しています。
具体的には、赤道付近を飛んでいる時は少なく、極に近付くほど多くなります。
 
もう一つ興味深かったのは、水の浄化法に関する実験です。
この実験では、水だけを通す膜で作った管を使います。
管の外側には食塩水、管の内側には浄化する元になる水が流れるようになっています。
濃度の薄い方から濃い方に液体が移動する「浸透」という現象によって、水だけが管の内側から外側に移動します。
移動に伴い、外側の食塩水はどんどん濃度が薄くなっていきますが、そこから塩分を取り除いてやると、綺麗な水が得られるという寸法です。
どうやって塩分を取り除くのかはわかりませんが(;・∀・)
この浄化法自体は地上でも実現できるのですが、この実験ではこの方法が微小重力下でどれだけ効率良く働くかを調べて、水再生装置のフィルター技術に生かそうというのが目的です。
 
今日は理系の話ばかりになってしまいましたね。
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ドイツ、ケルンのESA(ヨーロッパ宇宙機関:イーサ)での訓練が始まりました。

まずは、今流行のウエアラブル端末について。
現在、ISSでは手順書を参照するのに、ラップトップ、紙、タブレット端末といった様々な媒体を使い分けています。
それぞれにそれぞれの強みがあるので、宇宙飛行士は状況に応じてそれらの媒体から1つを選択しています。
そこに、ESAは新たな選択肢として写真のようなウエアラブル端末をテストしようとしています。

右目の部分についているレンズに、手順書の1つ1つのステップが表示されるようになっています。
宇宙飛行士は、両手がフリーな状態で手順を確認し、時には図や写真なども参照しながらタスクを実施します。
声やスワイプに反応して、次のステップに移行したり、写真を撮ったり、ビデオを撮ったり、様々な操作が可能です。
すごいなと思ったのは、自分がいま見ている光景を、そのまま地上にリアルタイムでダウンリンクして、地上の管制チームと情報を共有できる点です。
いま私たちがどんな手順を実行していて、どのように操作をしているかが、地上からも見て取れるので、適宜必要なアドバイスを送ることが出来るでしょうし、もし間違った操作をしそうになっていたら注意喚起することも出来るでしょう。

今回のテストの結果次第では、新たな選択肢の1つとして将来使われるかもしれませんね。

他にもESAの宇宙実験に関する訓練や、コロンバスモジュールのシステムの総合復習訓練などがありましたが、最後に待っていたのはMuscle Biopsy(筋肉生検)と呼ばれる実験の基礎データ取得でした。
その名の通り、筋肉を採取されました(;・∀・)

飛行前と後でそれぞれサンプルを採取して比較しようというものですが、ターゲットは足の筋肉です。
局所麻酔を施されて、ふくらはぎと太ももの2か所から筋肉を採取されました。
麻酔をしているので採取される瞬間は特に痛みはないのですが、怖くてその瞬間は見れなかったですね~
採取された瞬間、チクッと筋肉痛に似た感覚があります。
採取した後のサンプルを見せてもらいましたが、血でよくわかりませんでしたね。
これが筋肉の欠片かあ、と何とも不思議な感じでした。

しばらくして麻酔が切れると、歩くたびに痛いのでなかなか不自由です。
局所的な激しい筋肉痛みたいな感じです。
今日はこれから痛み止めを飲んで寝ますが、明日には痛みが引いてるといいなあ・・・

専門的な知識をお持ちで、実験の詳細を知りたい方はESAのサイトをご覧ください!
http://blogs.esa.int/tim-peake/2015/10/13/muscle-biopsy/
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今日の午前中は、先々週アライグマ・アイのために中止されたNASA広報のインタビューがありました。
英語のインタビューは緊張しますね!
いや、まあ日本語でも緊張するんですけど。
今日収録した映像は、打ち上げ中継の際やその前後にNASA TVで使用されるそうです。

午後は運動テストがあり、握力や敏捷性、腕立て伏せ、懸垂、腹筋、レッグプレス、ベンチプレス、柔軟性の測定が行われました。
腕立て伏せからの懸垂コンボがかなりキツいです。

そのあと、MED-2(Miniature Exercise Device)『メッドツー』と呼ばれるミニチュア運動機器の使用方法に関する訓練がありました。

現在、ISSではARED(エイレッド)と呼ばれる非常に優秀な運動機器が活躍していますが、問題点は大きくかさばりすぎることです。
NASAが開発している宇宙探査を視野に入れた次世代のオライオン宇宙船には、それだけのスペースはありません。
そこで開発が進められているのが、より小型・省スペースのこのMED-2になります。

MED-2をISSで試用することになっており、つい先日のシグナス宇宙船でISSに届けられました。
私もその試用メンバーに入っています。

MED-2は大きさは車のバッテリーを一回り大きくしたくらいでしょうか。
ケーブルがリールで引き込まれるようになっていて、電気でケーブルに負荷をかけることが出来ます。
負荷の大きさも小刻みに変えることができ、いくつかの運動種目を試してみましたがなかなか良い感じでした。

課題としては、AREDのように色々な運動種目に対応していない点ですが、それは省スペースを実現する上でやむを得ないトレードオフなのでしょう。
ISSで試用する際は、身体の各部所にマーカーを着けて運動の様子をビデオで撮影し、運動する際に宇宙飛行士の身体がどれくらいの空間スペースを占有するかを調べることになっています。

こうしてISSで試用され、そこでのコメントが反映された新モデルが実際にオライオンに搭載されるかもしれないと思うと、興奮しますね(^◇^)
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ソユーズTMA-20Mの3人組は無事にISSに到着しましたね(^v^)
ISS長期滞在3度目のジェフはさすがの貫録で、いまこうして書いている間も悠々と地上との交信イベントを楽しんでいますね。

さて、アレクセイもオレグもジェフも、見事にムーンフェイス状態になっていますが、これは重力のある地上からない宇宙に出た時に起こる身体の変化で、体液シフトによるものです(
写真はNASA TVから)。
身体の中の体液が上半身に移動するために起こる、顔が膨れる状態を言います。

この体液シフト(Fluid Shifts)は、時間の経過とともに落ち着いていきますが、完全に地上と同じ状態には戻らず、私たち宇宙飛行士の身体に色々と悪さをすると考えられています。
その影響をかつてない規模で調べようというのが、昨日ご紹介した「Fluid Shifts」という実験です。

今日の午前中は、4時間半にわたってこの実験の基礎データ取得が行われました。
私が参加する予定の医学実験の中でも恐らく最も大規模な実験だけあって、地上でのデータ取りもそれはそれは大変でした。

体中にセンサーや電極をつけられて、腕にはカテーテルを挿入されて血液をサンプルされ、体液を追跡するためのトレーサーとして塩水を飲まされました。
3時間後、5時間後にそれぞれ唾液と尿のサンプルを採取されたので、そこでこの塩水の成分がどの程度出てくるかで体の中の体液の収支を知ることが出来るのでしょう。

限られた時間内で必要なデータを全て取得するために、研究者の方々が分刻みのスケジュールで働いて下さいました。

座った状態、ベッドに寝た状態、ベッドを15度足の方を高く傾けた状態、さらにその状態からロシアのCHIBIS(チービス)という下半身に負圧をかける機器を装着した状態の、4つの状態でテストが行われました。

CHIBISについては、こちらをどうぞ。
https://plus.google.com/101922061219949719231/posts/7dKHNbY3NHK

そのそれぞれの状態で、頭蓋内圧の推定や眼球のCTスキャン、心臓・頸部・目の周辺の超音波検査などが行われます。

3人の技師の方々が、同時にその3か所を超音波検査器で検査をしてくるので、こちらも身動き一つ取れません。
少しでも早くデータが取れるよう、とにかく動かないように、じっとしていたので、4時間半終わった時にはどっと疲れが(;・∀・)

かなり頑張ったので、良いデータが取れていると良いのですが。

午後は、VO2 MAX測定の体力測定をサイクリングマシンを使って行い、自分の限界を見てきました。
半年前のデータとほとんど変わりなかったですね。
そのあと、トレーナーの方々に筋力トレーニングを指導して頂いて今週の訓練は全て終了です。

振り返ってみると、実験のデータ取りに終始した1週間でしたね。
来週は、最後の船外活動訓練が予定されており、これまた充実した1週間になりそうです。

それでは、皆さんどうぞ良い週末を♪
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今日は終日MRIデーでした。

MRIというのは、あのドーナツ型の装置で、その中に人が横たわった状態で入ると、人間の身体の断面図が見れるという医療機器です。
今日は合計4時間ほどあの中に入っていたので、これは一体どういう仕組みなのだろうと不思議に思い、Wikipediaで原理のところを調べようとしましたが、全く理解できず挫折しました。
考え出した方はすごいですね。

朝イチは昨日の続きの採血です。
今日は「たったの」14本でした。
そして48時間尿検査の最後の採取をして提出。

そのあとは栄養士の方々との面談があり、ISSで使用される予定の栄養管理アプリの使用方法について説明を受けました。
私たちは、全ての食事を記録するよう義務付けられています。
その中には、飲料水も含まれます。

アプリに自分が食べたものを入力すると、自動的にカロリーや塩分、ビタミンD量が計算され、1日の接種目標や摂りすぎなどが一目でグラフで分かるようになっていて、なかなか便利そうです。

その場で、前回と前々回の48時間蓄尿検査の結果から、自分の尿の平均カルシウム濃度や1日の量を教えてもらいました。
このカルシウム濃度が高くなると、尿再生装置の目詰まりを引き起こす原因になるので、もっと水分を取って尿の回数を増やすことで、カルシウム濃度を下げることができるとアドバイスも頂きました。

そのあとは近くの施設に移動して、MRI検査です。
検査項目は宇宙医学実験によって異なり、頭部だったり首のところだったり、ひざだったり。
寝転がった状態だけでなく、足の方を15度持ち上げた状態での検査や、座った状態での検査もありました。

1番の目的は、「Fluid Shifts(体液シフト)」と呼ばれる実験のデータ取りです。
これはNASAだけでなく、ロシアとも協力して研究しているテーマで、私が担当する宇宙実験の中でもかなり大掛かり、かつ費やす時間も多い実験です。

簡単に言ってしまうと、無重力状態によって私たちの体内の液体(血液など)が身体の上半身へ移動(シフト)することによる様々な症状・影響を、色々な側面から調べようというものです。
そうして得られた知見を、今後の長期滞在だけではなく将来のISSより先を目指す宇宙探査に生かしていこうという狙いです。

足を持ち上げた状態では、頭に血が昇るので、それと似たような状態を作り出すことができます。
それと、珍しかったのは座った状態でMRI検査を受けられる施設でした。
私は初めて見ましたが、一般的なものなんですかね。

今日はMRI検査のみでしたが、明日の午前中は4時間半かけて、「Fluid Shifts」実験のその他の基礎データ取得が行われることになっています。
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本格的に色々な実験のデータ取りが続いています。

今日は朝起きてからがとても忙しかったです。
まず起きてすぐに、昨日の夜セットアップしておいた呼気サンプルと空気サンプルの採取。
呼気は、マウスピースからバッグに息を吹き込み、そこにキャニスターを接続して、キャニスターの中にサンプルを入れます。
通常のリズムで呼吸しながら、息を吸い終わったところで20秒間止め、そのあとバッグに吐き出しといった風に細かくやり方が決められています。

空気のサンプルは、同じくキャニスターを一定時間開けて、部屋の中の空気を採取します。
この二つのサンプルに含まれる一酸化炭素量を比較することによって、血液中の赤血球の働きを調べることが出来るそうです。

息のあとは唾液です。
これは以前にも何度もやっていますが、脱脂綿のようなものを口に含んで、5分後に取り出すというのを3回繰り返します。

48時間蓄尿検査も引き続き行いつつ、最後に便を採取しておしまいです。
便は採取後30分後以内に担当者に渡すよう言われているので、家を出る少し前に採取しなければなりません。

こうして採取したサンプルは、クーラーバッグに入れて持ち運ぶので、今日はクーラーバッグ2つを抱えて出社しました。

ジョンソン宇宙センターのクリニックで、担当者にサンプルを引き渡し、蓄尿検査用の古いクーラーバッグを新しいものと取り替えてもらい、少し身軽になったところで採血です。
ただ、検査項目の中に30分横になって休んでからでないと採血できないものが入っているので、まずは30分横になります。
その間に看護師の方が採血の準備をして下さっていたのですが、ふと見ると台の上に大量のチューブが並んでいます。

(;゚д゚)ゴクリ…

「もしかして、それ全部?」

と恐る恐る尋ねると、

「これでも少なくなったのよ。もともとは30本以上やることになってるのだけど、明日も採血があるから、今日と明日で分割してあるから今日は24本ね!」

1本1本は少量のチューブですが、これだけ並ぶと壮観です。
いざ採血が始まっても、全部終わるまでに10分近くかかったのではないでしょうか。
チューブの中には、その場で処置が始められるものもあり、自分の血が本当に沢山の実験に役立てられるのだなと実感がわきました。
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午前中は1月16日に続き、ESAの宇宙医学実験「Airway Monitoring(エアウェイ・モニタリング)」の基礎データ取得が行われました。
前回の投稿はこちら。
https://plus.google.com/101922061219949719231/posts/2aqAWU42wat

異なる気圧条件下で、呼気中に含まれる一酸化窒素濃度を調べるこの実験。
被験者の私がやることは、機械に自分の息を吹き込むだけなのですが、肺一杯に空気を吸い込んでからそれを一定の勢いで吐き出したりといった、なかなかテクニックのいる作業でもあります。

前回のデータ取得時に私のことを「君は素晴らしい被験者だ!」とワッショイワッショイしてくれた研究者の方。
今回も満足のいく結果が得られたようで、被験者冥利につきます。

普通、実験のデータと理論的な予想値というのは完全には一致せず、多少のばらつきがあるものですが、私のデータの場合、グラフにすると綺麗に一定の傾きの直線が得られていました。

「綺麗すぎて、むしろ嘘くさいレベルのデータ」

と言っていましたw

それを聞いた、ハードウエア担当のエンジニアの方が、

「綺麗なデータが取れたのは、ハードウエアのお陰なのを忘れないで欲しいね。実験が上手くいかなかった時は、すぐにハードウエアのせいにするくせに」

とすかさずツッコミを入れると、その研究者の方がこう言いました。

「昨夜、まさにそういう話をしていたところなんだ。例えば、自分たちの国のサッカー代表チームの試合があったとする。
チームが勝った時は、『We won.』(我々が勝った)と言うくせに、チームが負けると、『They lost.』(彼らは負けた)と人は言うんだ」

私はこの話に妙に納得してしまい、確かに人間にはそういうところがあるなあと、自戒の念も込めて頷いてしまいました。


午後には打ち上げ前の聴力テストがありました。
鼓膜が正常に働いているかのチェックと、通常の聴力検査があり、こちらも問題なく専門医の方からOKを頂きました。

そのあとは体力トレーニングです。
今日の一番の目的は、1マイル走のタイムを測ることです。
1マイルは、1652mです。
走って時間を測るのは、宇宙飛行士選抜試験のシャトルランという種目以来ですから、なんと7年ぶりです。
足の遅さには定評のある私ですが、何とか一生懸命走りました。
前半少しゆっくり目に入って、後半からペースを上げていきましたが、もう少し中盤のペースを上げても良かったかもしれません。
今回取れたタイム等を参考に、軌道上での私のランニングプロファイルが決定されることになります。

明日の朝は、寝起きから呼気、唾液、便のサンプル採取が待っています。
あ、そうそう。
今朝から恒例の48時間蓄尿検査も始まっています。
先ほど呼気サンプルを採取するためのキットを組み立てました。
朝イチで起きてすぐ実施する為です。
また詳細は明日にでも。
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アメリカ訓練
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