プラズマで衣服を洗浄する『ランドリーガン』を開発

宇宙飛行士の衣類を洗浄するために、プラズマを照射して滅菌する「プラズマ銃」がアラバマ大学とNASAの共同研究で開発された。水と化学薬品が貴重な火星ミッションなど長期宇宙ミッションでの運用を想定している。

宇宙船という密閉環境では水が極めて貴重であり、通常の衣類洗浄は事実上不可能だ。これまで宇宙飛行士は同じ衣類を数週間着用し、汚れた衣類は地球へ運び戻すか大気圏で焼却していた。短期間のミッションにはこの対応で足りたが、火星への有人ミッションが現実化する中、この方法は実行不可能になる。さらに、着用を続けた衣類は細菌増殖の温床となり、限定的な医療機器しかない宇宙船内での感染症リスクも深刻だ。こうした課題が、新たな衣類管理技術の開発を急がせている。

開発されたプラズマ銃は室温に近いコールドプラズマを衣類に照射し、微生物を除去する。内部の電子が周囲の酸素や水蒸気といった空気分子と衝突することでオゾンなどの酸化種が生成され、これが細菌膜を化学的に破壊する仕組みだ。テストではペンサイズのプロトタイプが、布地上の胞子コロニーを75%以上減少させた。従来の過酸化水素や漂白剤と同じ酸化メカニズムで働くが、決定的な利点は、宇宙船の空気と水蒸気から滅菌力を生成でき、別途に化学薬品を搭載する必要がないという点だ。火星ミッションのような長期・遠隔のミッションでは、運送物資の1グラムが尊い資源であり、化学薬品の削減はその分、食糧や医療機器、修復部品といった必須物資に割き当てる余地を生む可能性がある。

現段階では、プラズマ銃はまだ完全な衣類洗浄装置ではない。ペンサイズのデバイスは実用性に欠け、研究者らはより大型で扱いやすいハンドヘルド型への拡大を計画している。また、プラズマ生成時の副産物であるオゾンは高濃度では有害であり、濾過システムの開発が進行中だ。現在のプロトタイプはコーヒーやグラスなどの汚れには未対応で、微生物的な清浄化に特化している。こうした現状を踏まえれば、宇宙での衣類管理技術は一つの研究領域として国際的に活発に展開されている。国際宇宙ステーションの飛行士は既に宇宙用洗剤の試験を行っており、中国の宇宙プログラムも低水量対応の洗濯機を開発している。

こうした技術開発は日本の製造業にとっても関連性がある。プラズマ技術の応用は、宇宙環境での素材や部品の微生物管理にも波及する可能性がある。火星ミッションという次のフロンティアに向かう宇宙産業では、軽量化・小型化・高い信頼性を備えた部品や素材の需要が急速に高まると考えられる。日本が得意とする精密機械技術やプラズマ制御技術、そして宇宙環境対応素材の研究開発は、こうした新しいニーズに応える強みとなりうる。

※ 内容の紹介はここまでです。続きは元記事をご覧ください。