宇宙で長時間過ごすことのリスクとは何か？ -

有人宇宙探査には多くの複雑な問題が伴うが、1年以上を宇宙で過ごすと人体にはどのような影響があるのだろうか？現在、宇宙への1回の滞在の最長記録は437日だ。これだけでも驚異的だが、軌道上での長期滞在は、筋肉、脳、さらには腸内細菌の変化など、宇宙飛行士の身体に驚くべき変化をもたらす可能性がある。

クリックして、宇宙で過ごす時間が長すぎる場合のリスクについて詳しく学んでいこう。

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ミッション中の宇宙飛行士 -

2024年6月5日、宇宙飛行士のスニータ・ウィリアムズとバリー・E・ウィルモアは8日間のミッションに向けて宇宙へ出発した。

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機内での問題 -

ボーイング製「スターライナー」に乗って国際宇宙ステーション（ISS）へ向かう途中、推進システムに燃料を送り込むヘリウム漏れなどの問題が宇宙船に発生した。また、いくつかのスラスター（船体を横方向に動かすための装置）も正常に作動しなかった。

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宇宙で足止め -

こうした状況により、2人の宇宙飛行士はISSに閉じ込められたままとなっている。NASAは、ウィルモアとウィリアムズをスペースX社のクルードラゴン宇宙船に乗せて2025年2月に地球に帰還させることを決定した。しかし、地球を長期間周回することで、彼らの身体にどのようなリスクが起こり得るのだろうか？

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筋肉への影響 -

宇宙では、手足に常に重力がかかっていないため、筋肉と骨の量が急速に減少し始める。最も影響を受けるのは、背中、首、ふくらはぎ、大腿四頭筋など、姿勢を維持するのに役立つ筋肉である。これは、微小重力下では、それらの筋肉がそれほど激しく働く必要がないためである。

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筋肉への影響 -

2週間後には筋肉量が20％減少し、3〜6ヶ月の長期ミッションでは30％減少することもある。

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骨への影響 -

同様の理由で、宇宙飛行士の骨も強度を失い始める。実際、宇宙飛行士は宇宙で過ごす間に毎月1〜2％の骨量を失い、6ヶ月で最大10％を失う可能性がある。比較として、地球上では高齢の男性と女性は毎年0.5%〜1％の割合で骨量を失う。

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骨への影響 -

これにより、骨折のリスクが高まり、治癒に時間がかかる可能性がある。地球に帰還後、骨量が正常に戻るまで最大4年かかる場合もある。

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宇宙でのトレーニング -

これに対抗するため、宇宙飛行士は国際宇宙ステーションの軌道上で、1日2.5時間の運動と激しいトレーニングを行う。トレーニングには、一連のスクワット、デッドリフト、ローイング、ベンチプレスが含まれている。また、骨を可能な限り健康な状態に保つためにダイエットサプリメントも摂取する。

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それでも十分ではない -

しかし、最近の研究では、この運動プログラムでさえ筋肉の機能と筋肉の減少を防ぐのに十分ではないことが示された。研究の後、より高い負荷をかける運動と高強度のインターバルトレーニングが推奨された。

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体重減少 -

軌道上では体重はほとんど問題にならないが、宇宙では健康的な体重を維持することが課題となる。

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宇宙飛行士の食事 -

宇宙飛行士には、宇宙ステーション内で栽培されたサラダなど、栄養価の高いさまざまな食品が提供される。しかし、それでも宇宙飛行士の身体に影響を及ぼす可能性がある。

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スコット・ケリー -

NASAの宇宙飛行士スコット・ケリー（写真）は、ISSに340日間滞在した後、長期宇宙飛行の影響に関する最も大規模な研究に参加した。地球に残った双子の兄弟と比較すると、ケリーは軌道上で体重の7％を失った。

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視力への影響 -

地球上では、重力によって体内の血液は下方に押し下げられ、心臓によって再び血液が送り出される。体は宇宙空間でもある程度は適応するが、このプロセスが妨げられ、通常よりも頭部に血液が溜まることがある。

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視力への影響 -

血液の一部は眼球の奥や視神経の周囲に溜まり、浮腫を引き起こすことがある。これにより、視力の低下や眼球自体の構造変化などにより視覚の変化が生じる可能性がある。

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視力への影響 -

これらの変化は、宇宙に滞在してわずか2週間で起こり始める可能性がある。ただし、リスクは時間が経つにつれて増大する。

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視力への影響 -

視力の変化の一部は宇宙飛行士が地球に帰還してから約1年以内に回復するが、他の変化は永久に残る可能性がある。

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神経系への影響 -

ISS滞在後も、ケリーの認知能力は地上にいる兄と比べても比較的同等であったことが判明した。

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神経系への影響 -

しかし、研究者たちは、ケリーの認知能力の速度と正確さが着陸後約6ヶ月間低下したことに気づいた。これはおそらく、彼の脳が地球の重力と故郷での生活に最適応したためだと考えられる。

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神経系への影響 -

2014年に国際宇宙ステーションで169日間を過ごしたロシア人宇宙飛行士に関する研究でも、脳に何らかの変化が見られた。運動機能に関係する脳の部分と前庭皮質の神経接続レベルに変化があったことがわかった。

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善玉菌 -

健康維持の鍵の一つは、体内および体表に生息する微生物の多様性である。腸内細菌叢（腸内フローラ）は、食物の消化方法、体内の炎症レベル、脳の働き方に影響を与える。

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善玉菌 -

帰還後にケリーを調べた研究者らは、彼の腸内細菌叢が大きく変化していることを発見した。放射線への曝露、リサイクル水の使用、身体活動の変化などが影響した可能性がある。

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皮膚への影響 -

ケリーの皮膚は敏感になっていることが判明し、ISSから帰還後約6日間発疹に悩まされた。

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皮膚への影響 -

研究者らは、任務中の皮膚への刺激不足が皮膚の問題の一因となったのではないかと推測した。

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遺伝子への影響 -

各DNAの鎖の末端にある構造はテロメアと呼ばれ、遺伝子を損傷から守る役割を果たしている。加齢とともにテロメアは短くなるが、ケリーや他の宇宙飛行士に関する研究により、宇宙への滞在によってテロメアの長さが変化することが明らかになった。

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遺伝子への影響 -

テロメアの変化の原因として考えられるのは、宇宙での複雑な放射線混合物への曝露である可能性がある。

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遺伝子への影響 -

また、DNAを読み取って細胞内でタンパク質を生成すつメカニズムである遺伝子発現にもいくつかの変化があった。これらの一部は、DNA損傷に対する体の反応、骨形成、ストレスに対する免疫システムの反応に関連している。しかし、これらの変化のほとんどは、ケリーが地球に戻ってから6ヶ月以内に正常に戻った。

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免疫システムへの影響 -

ケリーは宇宙に飛び立つ前、最中、そして後に数々のワクチンを摂取し、免疫システムは正常に反応した。

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免疫システムへの影響 -

しかし、研究により、宇宙飛行士の白血球数は若干減少することがわかっている。これは主に、軌道上で受ける放射線量によるものである。

出典: (BBC) (NASA) (Washington Post)

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