宇宙でトイレ：どうする？どうなる？

2016年6月14日（火）

  • プロジェクト
  • 宇宙飛行士と国際宇宙ステーション（ISS）
記事担当：Nao
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ソユーズ宇宙船のトイレに関する訓練を行う大西宇宙飛行士（C）JAXA/GCTC

大西宇宙飛行士が搭乗するソユーズ宇宙船の打ち上げ目標日*が7月7日に再設定されました。（* 正式な打ち上げ日時は今後、国際調整会議にて正式に決定され次第、あらためてお知らせします。）

2013年11月に国際宇宙ステーション（ISS）長期滞在クルーに任命されて以来、大西宇宙飛行士は今回のミッションに向け、ロシア、アメリカ、日本で訓練を重ねてきました。

訓練の様子は大西宇宙飛行士自らが綴るGoogle+で気軽に読むことができます。中でも反響が大きかったのが、ISSでのトイレの訓練。 宇宙飛行士にとって、ISSは仕事場でもあり、生活を送る場でもあるので、トイレも大事な訓練の一つなんです。そこで今回のトピックスでは、宇宙でのトイレ事情とトイレその後についてご紹介します。

宇宙でトイレ：どうする？

ISSにはアメリカの区画とロシアの区画それぞれトイレが設置されています。どちらもトイレ本体はロシア製ですが、アメリカのトイレは水再生システムに接続されています。

左：ロシアのトイレ（＠ズヴェズダ）　右：アメリカのトイレ（＠トランクウィリティー）(PDF)

見た目は地上の便器と似ていますが、違うところは「小」用のカップとホースが付属しているところや、後ろのパネルを開けるとそこには、排泄物を吸い込む用のポンプや、匂いのフィルター、水分を除去するタンク、処理液のタンクなどなどが小さいスペースに詰め込まれています。

出典：大西宇宙飛行士Google+　2016年4月20日更新

実際にどのように使うかというと、大便を行う際には、便器の内側に小さな穴が多数開いたバックを装着し、そのバックの中に便が回収されると、バックのゴムが自動的に閉まります。その口を塞いだビニールパックをアルミ製の固形排泄物タンクに押し込んで、新しいバックを取り付けます。

尿は、電気掃除機のホースの様なもので吸い取り、22リットルの汚水タンクに溜められます。汚水タンクがいっぱいになると、ロシア製のトイレはISSに結合しているプログレス補給船に運び込み、アメリカ製のトイレは、米国の水再生システムに送って飲料水にリサイクルします。

な～んだ、吸い取ればいいんだ、と話を聞く分には簡単そうですが、大西宇宙飛行士によると

まずは便器に自分の身体を固定するのにもコツがいりますし、その姿勢からしっ かりと便器内に排出するのにもコツがいります（冗談ぬきで！）。

無重力の空間では、体を固定させなくてはいけないし、物体は下に落ちていくという法則は通用しないのですね。ハードルがずいぶんとあがってきます。

地上でも定期的にトイレ掃除をするように、ISSでもトイレのメンテナンスは重要です。
2016年3月に行われた大西宇宙飛行士によるトイレの尿タンクの交換作業の様子を見てみましょう。

訓練でタンクの交換を行う大西宇宙飛行士

通常はある程度溜まった尿は、そのまま尿処理装置に送られてその後飲料水に変えられるのですが、何らかの事情で装置が動かせないときなどは、以前のように満杯になった尿タンクを新しいものに交換してやる必要があります。

タスク自体は、コネクターを外したりボルトを緩めたりといった基本的な作業だけなので簡単なのですが、注意点としては万が一コネクターを外した時に尿が漏れてきた場合に備えて、タスク実施時はゴーグルやマスク、手袋をしなければならない点があります。
これは、尿に特殊な液体を加えてからタンクに貯蔵するためで、この液体と混ざった状態の尿が人体に有害だからです。

出典：大西宇宙飛行士Google+　2016年3月7日更新

大西宇宙飛行士のGoogle+では、この他にも実験の基礎データ取得や、ISSの実験ラックの使用方法に関する訓練、ロボットアームの操縦訓練など、様々な訓練の様子がレポートされています。打ち上げ前にぜひおさらいしてみてくださいね。

宇宙でトイレ:その後どうなる？

若田宇宙飛行士が国際宇宙ステーションで、再生水を手に持って乾杯しているニュース、話題になりましたね。

再生水を手にする若田宇宙飛行士ら第19次長期滞在クルー（C）NASA

2009年5月、アメリカの水再生システム（Water Recovery System: WRS）による再生処理水の飲料使用が開始され、軌道上と地上の管制室との間で乾杯のセレモニーが実施されました。


それまで尿はプログレス補給船とともに廃棄されていましたが、ISSの滞在クルーが3人から6人に増えるのに備えて、尿の再生処理が可能な水再生システム（WRS）が導入されました。どのように水再生の処理が行われているか、その流れをご紹介しましょう。

図　ISSでの水再生処理の流れ

WRSで再生された水は、ギャレーの飲料水供給装置(PWD)へ送られ、温水と常温の水として使用できます（飲用、歯磨き、宇宙食の調理などに利用）。
また、米国の酸素生成装置(OGS)へ送られて酸素の生成に使われたり、宇宙服や実験に使われる水として使われたり、WHCでトイレの洗浄水としても使用されます。

（出典：大西宇宙飛行士プレスキット）

この水処理装置（WRS）を導入することにより、地上からの水の補給が今までの65％ですむようになりました。1年間の補給量で見ると、4,380リットルから2,850リットルに減っているので、ずいぶんな節約になりますね。

ただ、WRSにも装置が大きくて重い、消費電力が多い、メンテナンスが大変という問題点があります。
JAXAでは、将来の有人探査に向け、新たな水再生システムの開発に取り組んでいます。
小型・低消費電力・高再生率で飲料水基準を満たすメンテナンスフリーなシステムの開発を目指しています。2016年度以降に実証システムをISSに運んで試験を行う予定です。

図：ISSでの水の補給
※クルー１人あたり1日に3.5リットル消費します

宇宙でのトイレ事情、いかがだったでしょうか。打ち上げに向けて、訓練に励む大西宇宙飛行士に、応援メッセージをお送りください。熱いメッセージお待ちしおります！

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