前澤さん，宇宙でトイレどうするの？【第53号】

今週木曜日（2021年12月9日）日本の実業家，前澤友作さんが国際宇宙ステーション(ISS)に到着しました．ご本人が宇宙からツイートをされています．

出発時には，宇宙飛行士の山崎直子さんがツイッターで祝辞を送られていました．

さて，今週はそんな宇宙滞在の話題をお届けします．このニュースレターをお届けする前に，僕のツイッターでどんな話題に興味があるのかアンケートを採ってみました．

前澤さんが搭乗されたのはロシアのソユーズ宇宙船ということもあってか，都市伝説とも言われる「一方ロシアは鉛筆を使った」の真実に一番関心が集まりました．こちらもニュースレターの中でご紹介しますね．

では，早速行ってみましょう．

• 宇宙でトイレはどうするの？

• 女性宇宙飛行士が困る問題はある？
  

• うんちは宇宙に捨てるの？持って帰るの？
  

• 「一方ロシアは鉛筆を使った」は本当？
  

• 最新の宇宙トイレ事情
  

• おすすめ映画1: アポロ13
  

• おすすめ映画2: ライトスタッフ
  

• おすすめTEDトーク：国際宇宙ステーションでの暮らし（日本語字幕）
  

• Q&A
  

• 一伍一什のはなし

NASAの宇宙船は「空飛ぶトイレ」とも言われています．その真意は何でしょうか？

前澤友作さんは，宇宙で最初に何をするかを聞かれて「おそらくトイレに行くと思います（笑）．ロケットに乗ってからトイレに着くまで，けっこう長い時間ありますので…まずはトイレにかけこむんじゃないかな」と答えています．

宇宙でのトイレ，どうするのか気になりますよね．

宇宙のトイレについて，長い長い歴史があります．それはもう，1961年5月5日から．この日，世界で2番目，アメリカでは最初の宇宙飛行士が宇宙へ飛び立つところでした．この飛行はほんの15分の予定だったので，アメリカ航空宇宙局(NASA)は飛行士アラン・シェパードにトイレは必要ないと考えていました．

アラン・シェパードはアメリカが国家の威信をかけた「マーキュリー計画」の最初の宇宙飛行士で，続く6人とあわせて「マーキュリー・セブン」と呼ばれた人物です．マーキュリー・セブンの活躍は映画「ライトスタッフ」に描かれています．

ちなみに，世界最初の宇宙飛行を行ったソビエト連邦のユーリイ・ガガーリン少佐（打ち上げ時は中尉）は108分間の飛行をしています．なんとこの飛行には宇宙トイレの試作機も持ち込まれていたそうですが，当時は東西冷戦の真っ只中で，そんな情報をアメリカ側は知りませんでした．

さて，アメリカのアラン・シェパードですが，彼は「マーキュリー3号」（＊）に乗り込んだ後，猛烈におしっこをしたくなってしまいます．打ち上げが3時間以上も延期されてしまったのですが，その間ずっと宇宙船の中で待たされていたのです．

（＊正しくは「マーキュリー・レッドストーン3号」または機体のコールサインから「フリーダム7」と呼ばれています．）

アランはミッション・コントロールに「宇宙船を下りてトイレに行きたい」と伝えます．しかし，彼を外に出すことも，もう一度乗せることも，非常に面倒でした．その手間と時間を惜しんだミッション・コントロールはアランにこう伝えます．「宇宙服の中でしてしまえ！」

1961年5月5日は，NASAにとって宇宙トイレの必要性を認識した日になりました．しかし，優先順位はずっと低いままだったのです．

アランの次の宇宙飛行士からは，オムツを装着するようになりました．

アメリカで「マーキュリー計画」の次に計画されたのが「ジェミニ計画」です．ジェミニ計画は，ソビエト連邦に人類初の宇宙飛行を奪われてしまったアメリカが，人類初の「2人の」宇宙飛行を行うために計画したものです．ジェミニと言えば「ふたご座」のことですしね．

ジェミニ計画では，宇宙飛行士が宇宙に最大2週間滞在することも目標に入っていました．これは次に「アポロ計画」が控えていたためです．アポロ計画は人類初の月着陸を目指した計画でした．1968年にアポロ8号に搭乗し人類初の月周回飛行に成功し，1970年にはアポロ13号に船長として搭乗し映画「アポロ13」にも描かれたジム・ラヴェルは，1965年のジェミニ7号で散々な目に遭っています．

ジェミニ7号には「トイレ」らしきものが搭載されていました．これは簡単に言うと「掃除機」のようなもので，ホースでおしっこを吸い込むものでした．一方のうんちのほうは，プラスチックバッグ（ビニール袋）に直接出すのです．うんちには微生物がたっぷりと入っていますから，このままでは発酵して爆発してしまいます．そこでうんちバッグに防腐剤を入れて，浅漬けを作るようによく揉まないといけないのです．

ジェミニ7号では飛行7日目にこのうんちバッグが爆発しました．揉み込みが足りなかったのが原因と言われています．地球に帰還後，ラヴェルはメディアの質問に対して「君はトイレの中で一週間過ごしたことがあるか」と返答しました．

ラヴェルは次のミッションであるアポロ8号でもうんちまみれを経験しています．このときは船長だったフランク・ボーマン飛行士が宇宙で下痢をしてしまったのです．NASAはラヴェルの意見をある程度は聞いてうんちバッグを改良していたのですが，下痢には対応していませんでした．地上のように重力があるわけでもないので，空中に浮かぶ下痢の中，宇宙飛行士たちは死ぬ思いで地球に帰還しています．

ラヴェルがNASAに何度も要求したのは，宇宙船にトイレをつけることでした．

当時は東西冷戦の時期で，ソビエト連邦の宇宙開発の様子はアメリカ側へは伝わっていませんでしたが，1967年のソユーズ宇宙船1号機にはすでにトイレが備え付けられていました．こちらはおしっこもうんちも吸い出します．それどころか，後に水洗機能も搭載されたようです．

国際宇宙ステーション(ISS)には，ロシア側のモジュール「ズヴェズダ」とアメリカ側のモジュール「トランクウィリティー」にそれぞれトイレがあり，どちらもロシア製です．2021年8月，3番目のトイレが到着したというニュースがありました．このトイレはNASAが開発したもので，将来の火星旅行にも使えるように設計されています．

このトイレについては，今週の「おすすめTEDトーク」で是非ご確認ください．

本稿執筆に当たって，ソビエト連邦がデザインした宇宙トイレの写真を見ていたのですが，かなり早い段階で女性用トイレも開発しているのですね．

女性で初めて宇宙へ行ったのはワレンチナ・テレシコワで，1963年のボストーク6号でのミッションでした．彼女は70時間50分の宇宙滞在で地球を48周しています．彼女の階級は，打ち上げ時が少尉(Leutnant)で，ミッション中に大尉(Captain)に昇進しています．宇宙滞在中に２階級昇進させるのはソビエト連邦のお作法なのかもしれません．

テレシコワは空軍少将 (Major general) で退役していますが，まだご存命です．当時の資料は少ないのですが，ボストーク6号の2日前に打ち上げられたボストーク5号にはトイレのトラブルがあったとされていますから，彼女もトイレに悩まされた可能性はあります．

アメリカで女性宇宙飛行士が誕生するのはずっと後の1983年で，スペースシャトル「チャレンジャー号」に搭乗したサリー・ライドが最初です．アメリカ側2人目は1984年に「ディスカバリー号」に搭乗したジュディス・レズニックでした．

彼女は当時の宇宙服についてこんな不満を残しています．

「その宇宙服は男性のプロポーションの平均値をそっくりスケールダウンしたものだったんです．担当者たちは，女性宇宙飛行士たちの，女性として出っ張ってる部分が，みんな平均よりも出っ張り気味なのを見落としてしまったわけ．」

他にもコックピットの計器類の配置が，男性の平均身長に合わせて設計されているなど，様々な問題を指摘しています．また当時は，宇宙飛行士は「半ズボンひとつ，あるいはそれ以下」で眠ることになっていました．彼女はパジャマ代わりのTシャツをスペースシャトルに持ち込むことをNASAに認めさせました．

なお，生理用品についても当然宇宙に持って行けるのですが，多くの女性宇宙飛行士がピルなどを使って生理周期を変えているとのこと．

ジュディス・レズニックですが，1986年の「チャレンジャー号爆発事故」で亡くなっています．生きていれば，宇宙でのジェンダーギャップ解消はもっと早く進んでいたでしょう．

宇宙でのおしっことうんち，体外に出た後はどうなると思いますか？

従来，おしっこは宇宙に放出していました．アポロ9号に搭乗した宇宙飛行士ラッセル・シュワイカートは「夕陽に映える『おしっこ』の輝きは，宇宙で見た光景でもっとも美しいものだった」と語っています．宇宙に放出されたおしっこは瞬時に粉末状の氷になるため，夕陽の中できらめくのでしょうね．写真が残っていないのが残念です．

最新型の宇宙トイレではおしっこを浄化して，再び飲用水に再利用しています．

うんちのほうですが，こちらは宇宙飛行士の体の状態を調べるために，うんちバッグのまま地上に持ち帰られていました．これは評判が悪く，衛生面の問題もあったため，トイレ開発に出遅れたアメリカでも徐々にトイレで回収するようになっていきます．集められたうんちですが，コンテナに積まれて，最終的に地球の大気圏へと打ち出されます．打ち出されたうんちは空気との摩擦で燃え尽きます．つまり「流れ星」ですね．

ちょっと嫌かも…と思われるかもしれませんが，地上には落ちてきません．

トイレの開発でアメリカ側に比べて大幅に進んでいたロシア（ソビエト連邦）ですが，アメリカとロシアの宇宙開発に関してはこんな話がよく聞かれます．

この件に関しては，なんとNASAから公式見解が出されています．以下翻訳でお届けします．

NASAの最初のミッションでは，宇宙飛行士は鉛筆を使っていました．例えばジェミニ計画では，NASAは1965年にヒューストンにあるタイカム工業 (Tycam Engineering Manufacturing, Inc.) にシャープペンシルを発注しました．固定価格契約で34本を購入し，総コストは4,382.50ドル（1本あたり128.89ドル）でした．これは当時，軽薄な出費だという意見が多く，ちょっとした論争になりました．NASAはすぐに撤回し，宇宙飛行士にはもっと安価なものを装備しました．

この頃，フィッシャーペン社のポール・C・フィッシャーが，宇宙という特殊な環境でも動作するボールペンを開発していました．加圧式インクカートリッジを採用したこのボールペンは，無重力環境，水中，他の液体中，そして華氏マイナス50度から華氏プラス400度までの極端な温度環境でも機能しました．

フィッシャー社はNASAの資金を一切使わずに宇宙用ペンを開発しました．同社は約100万ドルの自己資金を投じて開発し，特許を取得して市場を独占したと言われています．

1965年，フィッシャー社はNASAにペンを提供しましたが，前回の騒動のせいでNASAはいったん判断を保留しました．そして1967年，厳しいテストを経て，アポロ計画の宇宙飛行士にこのペンを持たせることになったのです．報道によると，アポロ計画のためにフィッシャー社から1本6ドルで約400本のペンが購入されたそうです．

ソビエト連邦も1969年2月，ソユーズ宇宙船用にフィッシャー社のペン100本とインクカートリッジ1,000個を購入しました．それまでは，宇宙飛行士が軌道上で書くのに油性ペンを使っていたのです．

アメリカの宇宙飛行士も，ソビエト連邦・ロシアの宇宙飛行士も，このペンを使い続けています．

フィッシャー社は「月に行った筆記具」としてスペースペンの販売を続けており，この取り組みをフィッシャー・スペース・ペン社という別の会社に分離しました．

…というわけで「一方ロシアは鉛筆を使った」は都市伝説でした．

さて，最後に「最新のトイレ事情」についてお話ししましょう．宇宙トイレの開発はNASAが懸賞金をかけたり，ハッカソンという開発イベントが実施されているホットな話題なのです．

今から5年前の2016年，NASAは「宇宙うんちチャレンジ (Space Poop Challenge)」というイベントを開催しました．そこで優勝したのが，アメリカのサッチャー・カードン空軍大佐です．医師でもある彼は腹腔鏡手術をヒントに，宇宙服に開けられた小さな穴からフルサイズの便器を宇宙服の中に挿入することを考えます．

それどころか，この穴から「宇宙用下着」まで出し入れ出来るのです．

NASAは定期的にアイディアを一般募集しています．英語になりますが，ご興味があればHeroXというサイトを覗いてみてください．

またNASA主催ハッカソン Space Apps Challenge は世界同時開催で，日本でも開催されます．このハッカソンは「次世代の科学者，技術者，デザイナー，ストーリーテラー，エンジニアの成長と多様性を促進すること」をミッションとしています．STEAM NEWS 読者の皆様も検討されてみてはいかがでしょうか．

ロン・ハワード監督：アポロ13

実は【第49号】でもこの映画をおすすめさせて頂いたのですが，もう一度おすすめさせてください．というのも，僕が見落とした箇所があったから．

アポロ13号に搭乗していたジム・ラヴェルはこの映画の制作に注文を出していました．それは宇宙船内に浮かぶうんちを描くこと．

説明は無いのですが，よく見るとぷかぷかと…

フィリップ・カウフマン監督：ライトスタッフ

1950年代から1960年代にかけてのアメリカの宇宙開発の様子が垣間見られる，良質の映画です．原題は The Right Stuff で，翻訳すると「正しい才能たち」．

この号ではボブ・ウォードの「宇宙はジョークでいっぱい」という本を大いに参考にしました．本書の原題は The Light Stuff で，作者の意図をくんで翻訳すると「あ！軽い（明るい）才能たち」というところでしょうか．

まずは The Right Stuff のほうをご覧ください．

キャスリン・コールマン：国際宇宙ステーションでの暮らし（日本語字幕）

彼女は前澤友作さんと同じソユーズ宇宙船で国際宇宙ステーション(ISS)へ行きました．出発から滞在中の様子まで，豊富なビデオで紹介してくれています．最新のトイレも紹介されていますよ．

匿名質問サイト「マシュマロ」および質問サイト「Quora」で質問を受け付けています．普段はツイッターでお返事を書いていますが「ニュースレター読んでます」と入れていただければ，こちらのニュースレターでより長めの回答を書かせていただきます．

今週はこちらの質問から．

僕は大学の2次試験（記述式）の採点経験者です．

数学である方程式を解きなさいという問題を採点するとします．単純化のために，例えば

f(x)=2x²+8x+4

としたとき，方程式 f(x)=0 の解を求めなさいという問題を設定しましょう．（これは単純化した例です．一般的な大学入試ではより高度な問題が出題されます．）

多くの受験生は2次方程式の解の公式，すなわち

ax²+bx+c=0

のとき

x=(-b±√b²-4ac)/2a

 の関係を暗記していますから，ここに a=2, b=8, c=4 を代入して x₁=-2-√2, x₂=-2+√2 を解として回答するでしょう．（計算機科学の教育者にとって，大学生がこの公式を覚えていることは害悪です．この公式はそれほど実用的ではありません．）

しかし，こんな回答間違いがありえます．

間違い1. 計算間違い

計算の最初の方で掛け算や足し算を間違えて，最後までそれを引きずっている場合．その後の計算は正しい．

間違い2. 記憶間違い

解の公式と称して間違った式を持ち出し，それに当てはめて計算をしている場合．計算は正しい．

間違い3. 写し間違い・字の間違い

途中経過は全て正しいのに，回答の最後で「よって x=…」のところを書き間違えている場合．

間違い1の場合，回答をバックトレースして，もし最初の方の計算間違いがなかったとしたら正しい解にたどり着いたかどうかを採点時に確認して，実際に間違いを何回犯したかを数え上げます．

間違い2の場合，もし正しい式に代入していたら正しい解にたどり着いたかどうかを採点時に確認して，実際に間違いを何回犯したかを数え上げます．

間違い3の場合，そもそも採点者の見間違いではないかとか，もう老眼がここまで来たのかとか思って何度も繰り返して見るのですが，100人に1人ぐらいはこの手の間違いが紛れ込みます．この場合採点者は解答用紙に赤ペンで「写し間違い」のようなメモを書き込んでおきます．

その後は採点方針によって部分点の与え方が変わります．例えば計算間違いは1回につき1点減点するのか，1回以上なら一律5点減点するのか．また記憶間違いに関しては，記憶力と数学の能力は本質的に関係ないため，そもそも減点すべきかどうかという議論もあります．単純な写し間違いに関しても，減点すべきかどうかは難しい判断ですし，中には漢字の間違い（例：解を角牛みたいに書いてしまっている）のように減点をほとんど正当化できない場合もあります．このあたりの採点方針は入試を実施する学科ごとに異なるでしょう．

また解の吟味をしている回答には追加点を与えたくなりますが，出題に「解の吟味をせよ」と書いていない以上追加点は与えられません．

よく事前に作成される採点マニュアルには「2次方程式の解の公式に当てはめて5点，解を2個とも正しく回答して5点」などと書いてありますが，マニュアル通りに部分点が与えられる回答はそれほど多くはありません．

このように，採点基準を採点者が可読な範囲で厳密にしても例外的な回答が出てくる上に，採点基準に縛られることによって優秀な回答に高得点を与えられない弊害も出てきます．

共通テストでの記述式の導入は見送られましたが，もし導入されていたら大変なことになっていたのではないかと想像します．

このレターの最後に匿名質問サイトへのリンクを貼っています．質問をお待ちしております．

宇宙のトイレ事情についてお話ししてきたのですが，そんな僕もここ数日はトイレにこもりっきりなのです．何かの因果でしょうか．

先週はニュースレターを送信直後に「特急かもめ」に乗って博多へ行き，そこから新幹線で京都へ行って，京都芸術大学で授業を「ジャック」してきました．京都のホテルで親友と「漢飲み」をしてから，翌日は東京で明治大学にお邪魔し，一泊して再び京都に戻りました．京都では京都芸術大学文明哲学研究所という素晴らしい研究所を訪問し，たくさん勉強してから長崎に帰りました．

つまり何が言いたいかというと，そこそこ忙しかったということですね．

火曜日には「京都三条ラジオカフェ」でパーソナリティを務めさせて頂いている番組「李白の愛したサイエンス」の収録とYouTubeライブ番組「世界遺産の旅」の配信をしました．ラジオ番組の方は12月28日放送・配信ですのでお楽しみにしてくださいませ．

週の後半は大学入試の準備と，高校の先生方への進路説明でてんやわんやです．特に多数のクライアント（高校の先生）と日程調整をしないといけなかったのですが，個別にメールをやり取りするのは現実的ではないため，以前個人経営のストアで使っていたエアリザーブというシステムを再利用しました．これは「店主」である僕が空き時間を登録しておくと，クライアントがそれぞれ予約を入れられるというものです．

難点と言えば，スロットを予約された高校の先生へ向けて「いつもご利用ありがとうございます．長崎大学です」という軽いメールが飛んでしまうことぐらいです．

このような案件で頭を抱えておられる方にはエアリザーブはおすすめです．無料で使えますよ．

今週も最後までお読みいただきありがとうございます．メールでお読み頂いた皆様は，よろしければボタンを押して行ってくださいませ．（ボタンは匿名化されています．集計したデータはこのニュースレターの内容改善以外には用いません．）

このニュースレターは下のボタンからSNSで共有出来ます．もし気に入っていただけたら，共有ボタンも押していってくださいませ．

では，また来週，お目にかかりましょう．

休刊日のお知らせ：2021年12月31日金曜日は休刊を予定しています．

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ニュースレター「STEAM NEWS by Ichi」

金谷一朗（いち）

TEDxSaikaiファウンダー・パイナップルコンピュータ代表・長崎大学情報データ科学部教授

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