NASAの1年間の火星シミュレーションは精神力の試練

6月25日、 4人の乗組員が宇宙服を着て火星ミッションに出発します。彼らは3Dプリントされた小さな居住空間で、互いに1年間だけを共に過ごします。しかし、この宇宙探検家たちは地球を離れることはありません。ヒューストンにあるNASAジョンソン宇宙センターの巨大な格納庫に、彼らが体験する火星の模擬環境が設けられています。この環境は、火星という隔絶された場所と過酷な地形によって、生活が困難になるであろう初期の訪問者が直面するであろう心理的・社会的課題をテストするために設計されています。

このプログラムは「Chapea」と呼ばれ、「Crew Health and Performance Exploration Analog（乗組員の健康とパフォーマンス探査アナログ）」の略称です。NASAは、このユニークな社会実験から得られる教訓が、未来の宇宙飛行士たちが実際に火星の赤土に足を踏み入れた時に役立つことを期待しています。例えば、NASAがどのようにして乗組員の快適さや相互理解を助け、孤独やホームシックに対処できるかを学ぶことができるでしょう。「年末までに乗組員が全員揃い、脱落者が出なければ、私にとっては大きな成果です。実現可能に思えますが、実際には非常に困難です」と、ミッションの生物医学研究者兼司令官であるケリー・ハストンは言います。「私たちは実際に出発できることを知っています。私たちはボランティアなので、出口標識があります。火星にはそれはありませんから。」

火星宇宙飛行士の最初のグループと同様に、ハストンとクルー仲間のロス・ブロックウェル、ネイサン・ジョーンズ、アリッサ・シャノンは、他者との接触のない狭い空間で生活することになる。ミッションコントロールセンターとの通信は可能だが、20分の遅延があり、まるで故郷から約1億マイルも離れた場所にいるかのようだ。火星を実際に訪れた人のように、彼らが目にするのは荒涼とした生命のない風景だけだ。NASAは、火星の壁画で覆われた密閉空間と、赤い砂で満たされた1200平方フィートの砂場を再現している。彼らは毎週、宇宙服を着用して「火星散歩」に出かける機会が複数回ある。

彼らが居住する1,700平方フィート（約150平方メートル）の建物は、NASAの将来のミッション計画を模倣し、火星のレゴリスを模した3Dプリンターで製作されました。イケアのような家具、清潔な空間、そして明るい照明が備わり、まるで宇宙飛行士のための高級ホステルのようです。居住空間には、小さな個室、チームの夕食や会議用のテーブル、椅子、ソファを備えた共有スペース、作業エリア、キッチン、2つのバスルーム、そしてエクササイズルームがあります。そして、それだけです。「Chapeaミッションの目的は、乗組員が現実的に制限された環境で生活し、火星宇宙飛行士に期待されるライフスタイルを送りながら、彼らの健康とパフォーマンスに関するデータを収集することです」と、プロジェクト副マネージャーのレイナ・マクロードは述べています。

4人を長期間、一つの構造物に閉じ込めて、彼らがどのように過ごすかを見るというアイデアは、リアリティ番組のようだが、クルーは規律正しく、完了すべきタスクがある。彼らの日常生活は、多くの点で国際宇宙ステーションの宇宙飛行士の生活に似ている。ただ、少し広い空間があり、浮遊感がないだけだ。（地球よりも小さく質量も小さい火星では、人々はより軽く、弾むように感じるだろうが、それをシミュレートするのは難しい。）クルーは勤務時間中に、「火星ウォーク」などのミッション運用、植物の栽培、運動、居住空間の清掃、機器のメンテナンスを行う。キッチンには小型オーブンと冷蔵庫が備え付けられており、不定期に運ばれる貨物補給ミッションで届けられる限られた量の生鮮食品の合間には、水で戻した乾燥食品に頼ることになる。彼らの浴室にはシャワー、トイレ、流し台の水があり、微小重力での生活に比べると大きな改善となっている。ただし、火星では利用できる水が非常に限られているため、乗組員各人への水の配給は制限される。

NASAは居住区内に設置されたカメラを用いてチャペアの乗組員を監視し、ミッションコントロールセンターには24時間体制で乗組員の対応にあたる担当者を配置します。地球周回軌道上の宇宙飛行士と同様に、乗組員は医療専門家と個別に面談を行い、心身の健康状態を把握します。この面談のみが、通常のタイムラグの影響を受けない唯一のコミュニケーション手段となります。また、乗組員は気分や気質に関するアンケートにも回答します。乗組員は友人や家族と連絡を取り合うことは可能ですが、ビデオメッセージやメールの送受信は可能ですが、リアルタイムでの会話は不可能となります。

宿泊施設は見た目は良いものの、相対的な隔離は乗組員に時間の経過とともに影響を与える可能性があり、彼らの状態を見守ることが重要です。「NASAがこの研究をするのは正しい。なぜなら、社会的孤立は非常に危険な精神的毒物であることが分かっているからだ」と、カリフォルニア大学サンタクルーズ校で独房監禁を研究する心理学者クレイグ・ヘイニー氏は述べています。ヘイニー氏は、隔離が囚人に与える衰弱性、そして時には永続的な影響を記録してきました。その影響はわずか数週間で現れることもあります。もちろん、状況は同じではありません。チャペアの寝室は独房とほぼ同じ広さですが、乗組員には活動のための他のスペースもあり、お互いに支え合っています。しかし、新型コロナウイルス感染症の初期に多くの人が経験したように、彼らは通常よりも孤立した状態に置かれることになります。コロナ禍で「私たちは、これまで頼りにしてきた通常の社会的な交流を奪われました。多くの人にとって、それは極めてストレスフルなものであり、パンデミック当初には予期されていなかった様々な精神疾患を引き起こしました」と彼は言う。

ヘイニー氏は、火星シミュレーションにおいて、NASAは乗組員のうつ症状、イライラや気分のむら、睡眠や食事のパターンの変化といった危険信号に注意を払うべきだと提言している。また、乗組員には、社会的な儀式を含むルーティンを作り、NASAのミッションコントロールだけでなく外の世界との繋がりを試みることで、孤独感を軽減するよう推奨している。

ハストンさんは、火星の模擬環境では音がほとんど聞こえないことが不安になるだろうと予想し、馴染みのある場所のビデオや、自分にとって意味のある音や音楽の録音を持参する予定だ。また、不安に対処するために瞑想も行う予定だ。

チャペアは、NASAが資金提供したハワイのマウナロア火山北斜面でのHi-SEASシミュレーションを含む、過去の火星探査実験を基に構築された。Hi-SEASは2013年から2018年にかけて6回の実験を実施し、最後の実験は乗組員1人が感電して病院に搬送されたため、わずか4日で中止された。

『Once Upon a Time I Lived on Mars』の著者、ケイト・グリーンは、最初のHi-SEASクルーの一員として、4ヶ月間居住施設に滞在しました。（彼女のクルー仲間の一人は、後にSpaceXのInspiration4で軌道上飛行を行った地質学者兼アーティストのシアン・プロクターでした。）グリーンは、これらのプログラムは有益だと考えています。「これらのプログラムを価値あるものにしているのは、思慮深い実験設計です」と彼女は言います。「長期宇宙ミッションに関わる人的要因を考慮することが最も重要だと思います。Hi-SEASの責任者であるキム・ビンステッドがよく言っていたように、『クルーの心理的または社会的な問題が起これば、ロケットが爆発したのと同じくらい悲惨な事態になりかねません』」

米露共同の8ヶ月にわたる火星探査シミュレーション「シリウス21」に参加したアシュリー・コワルスキー氏は、こうした経験は将来の宇宙飛行士の心理的な事前準備にも役立つと語る。「実際にそのような環境に身を置くまでは、実際に起こる問題や状況にどう反応するか、本当には分からないのです」と彼女は言う。

結局のところ、実際の火星ミッションは地球上のどんなシミュレーションよりもはるかに過酷なものになるでしょう。宇宙飛行士たちは、宇宙放射線、微小重力による健康への影響、水、食料、電力、呼吸できる空気の枯渇といった脅威を心配しなければなりません。そして、チャペアのボランティアとは異なり、彼らはクルー仲間に飽きたからといって、簡単に辞めることはできません。

しかし、ハストン氏はこの特殊な状況の良い面も指摘する。「『4人でいるとお互いにイライラし合うことになる』というネガティブな意見もあります。でも、私たちは素晴らしいチームになり、ほとんどの人が職場で経験できないような方法で物事を成し遂げ、お互いを理解し合えるようになります」と彼女は言う。「お互いに深く依存し合い、そしてとても親密になるでしょう。その結果を見るのは素晴らしいことです」

2023年6月5日午後7時更新: このストーリーは、SIRIUS-21プログラムを運営した機関の国籍を修正するために更新されました。