閉鎖型生態系実験施設（CEEF）における居住実験 | The closed habitation experiments using Closed Ecology Experiment Facilities（CEEF）

東北宇宙生命科学研究会

閉鎖型生態系実験施設（CEEF）における居住実験

相部　洋一

宇宙航空研究開発機構　有人宇宙技術部

The closed habitation experiments using Closed Ecology Experiment Facilities（CEEF）

Yoichi Aibe

Japan Aerospace Exploration Agency, Human Space Technology and Astronauts Department

　青森県六ケ所村にある，財団法人環境科学技術研究所では，2005 年から2007 年にかけ，閉鎖型生態系実験施設（Closed Ecology Experiment Facilities ; CEEF）を用いた閉鎖居住実験が，繰返し実施された。このプロジェクトは安定同位体13C をトレーサーとして，植物，動物，ヒトへの炭素移行に関するデータを得ることを目的として計画され，CEEF 内にはコメやダイズなど23 種類の植物，シバヤギ2 頭，そしてヒト2 名から構成される模擬的な生態系が構築された。一方CEEF は，将来の長期的な有人宇宙ミッションに必要な，自立型の先端生命維持装置（Advanced Life Support System : ALSS）の地上テストベッドと見做せる施設であり，その実証実験としての居住実験は，日本初というのみならず，世界的にみてもユニークなものであった。
　居住実験の居住者は，日本人宇宙飛行士の選抜方法に倣った医学的，心理的適性検査等を経て，2003 年度末までに全4 名の成人男性が選抜された。4 名の居住者は，選抜プロセスや，CEEF への長期閉鎖居住を行うというミッションの特質から，宇宙飛行士（Astronaut）に倣ってEconaut（エコノート）と名づけられた。
　居住実験中，エコノートは，あらかじめ予定された1 週間単位のスケジュールに則って生活した。居住実験は，火曜日の13 時に開始され，平日は植物栽培管理作業や機器校正作業等を行った。土・日は休日とされ，動物の給餌等以外の作業は原則として行われなかった。実験終了は同じく火曜日の13 時とされた。
　居住中の食事は，系内で栽培された23 種の植物を用いた完全菜食メニューを，あらかじめ決められたレシピに基づいて，エコノート自身が系内で調理し摂取した。砂糖はサトウダイコンの絞り汁を用いたが，不足分は，系外より市販品を補充した。それ以外の調味料および不足した一部の食材も，同じく系外より市販品を補充した。食料の重量ベースでの自給率は，94.6% であった。食事で供給されたエネルギー量は1 日あたり平均で2,250 kcal に維持された。飲料水は，凝縮水をフィルター浄化して得られた系内の上水を煮沸して用いた。食器の洗浄は，家庭用の自動式食器洗浄器を用いたが，物質循環系システムへの負荷を考慮し，洗剤は一切用いなかった。入浴は， 1 日1 回バケツに7 リットルのお湯を汲み，それによって沐浴を行うような方法で実施した。この際も，シャンプーや石鹸などは一切用いなかった。
　2007 年の最長4 週間まで実施された全13 回の閉鎖居住実験を通し，エコノートからは，多くの生理的・心理的データが取得された。居住中は系内の作物による完全菜食となることから，血中脂質成分は実験終了後に減少する傾向が認められた。居住期間中の血圧や体温等，基礎的なバイタルデータについては，特に一定の傾向をもつ変化は認められなかった。ストレスに関連が深い生理的指標として唾液中のコルチゾールと尿中アドレナリンが測定され，居住期間中は，その前後と比較し低値を示し，開始前と終了後は，高値を示す傾向がみられた。さらに10 項目の質問からなるVisual Analogue Scale（VAS）により，居住実験中は，その前後と比較してリラックスしている傾向が見られた。また，その傾向はホルター心電計による24 時間心電図の周波数解析でも確認できた。
　これらの生理・心理データは，閉鎖系で長期閉鎖生活を行う宇宙飛行士や，南極越冬隊等とも類比可能なものであり，また，今後同様の自立型ALSS 地上テストベッドにおける長期居住実施時の基礎データ，ひいては，実際の長期宇宙滞在時の健康対策を検討する上での基礎データとなりうるものと考えられた。