「尿を飲料に変える携帯バッグ」が宇宙へ

写真の青い液体は、キットの濾過能力をテストするために作られた、カリウムを多く含む溶液だ。宇宙での実験でもこの溶液が使われる（今回は実際の尿は使われない）。Images: Dave Mosher/Wired.com


尿を飲料水に変えられる教科書サイズのキットが、スペースシャトル最後のミッションに搭載されることになった。米航空宇宙局（NASA）のスペースシャトル『アトランティス』の打ち上げは、米国時間7月8日に予定されている。

すでに軍隊では、尿などの汚れた液体から、寄生生物や細菌、ウイルスなどの汚染物質を除去する同様の技術が用いられているが、今回、NASAが採用した小袋状のキットは、まだ宇宙空間でテストされたことがない。

国際宇宙ステーション（ISS）に滞在している宇宙飛行士たちは、すでに数年前から尿を機械で処理した水を飲んでいる（日本語版記事）が、この機械には、軌道実験室であるISSの限られた電力が使用されている。しかし、今回テストされる水処理キットなら、正浸透（forward osmosis:FO）と呼ばれる液体の受動的性質[高浸透圧溶液の浸透圧]を利用するため、外部電源を必要としない。

NASAの処理キットでは、外側の袋の中にもうひとつ半透性の袋が入っており、その中に糖分の入った溶液を注入して使用する。処理したい液体を外袋に入れると、内袋の膜をゆっくりと通り抜けて糖分の入った溶液と混ざり、あとには汚染物質が残る。地球上でこの二重袋を使うと、スポーツドリンクに似た液体が、4〜6時間で約1リットル作られる。

ケネディ宇宙センターのプロジェクト担当科学者であるハワード・レビンによれば、すでに「模擬の尿」を使って、この二重袋のキットをテストしたが、尿素は依然として膜を通り抜けてしまうのだという。尿素は尿中に含まれる化合物で、腎臓にたまると腎機能に悪影響を及ぼす。

短期ミッションの間だけでなく、日常的に尿を飲むことを本当に安全なものにするためには、「何らかの炭素濾過技術を袋に追加しなければならない」とレビン氏は述べている。

レビン氏によると、日本のテレビ撮影隊のひとりが、このキットから出てきた液体を飲んだという。「われわれは飲むなと強く言っていたのだが、彼は飲んだ。彼はまだ生きているし歩き回っている。清涼飲料水『Capri Sun』の味がすると言っていた」

1つのキットを1日約4回、10日連続で使用することが可能だとレビン氏は言う。「量にして約10ガロン（38リットル）になる。水1ガロンは、重さにして約8ポンド（3.6kg）だ」。ペイロード（搭載物）を宇宙へ運ぶためには、重さ1ポンド（約0.45kg）当たり平均で約10,000ドルのコストがかかるため、「これを使えばかなりの節約が可能になる」という。

キットの全体像。左にいるのがレビン氏。右は米Bionetics Corporation社のエンジニア、モニカ・ソーラー氏


水処理キットでは、糖分のほかに電解質を豊富に含んだ溶液を用いて、水分子に半透性の膜を通過させる。

ソーラー氏が、電解質溶液を半透性の内袋に注入しているところ。外袋に汚れた液体を入れると、浸透が起こる。

宇宙空間では、液体を移動させることは至難の技だ。宇宙飛行士たちの手間をなくすため、NASAは注射器と弁を組み合わせたT字型の装置を開発した。

排泄物の袋（写真右端にちらりと写っているもの）から注射器で液体を吸い取った後、スイッチを切り替えると、液体は処理キットの外袋（写真左）に注入される。



浸透濾過に使う糖分の溶液


TEXT BY Dave Mosher
TRANSLATION BY ガリレオ –高橋朋子/合原弘子


WIRED NEWS 原文(English)