宇宙飛行士が長期間宇宙に行き始めて以来、無重力または微小重力への長期暴露は、健康への影響の一部を伴うことが知られています。これらには、筋萎縮と骨密度の低下が含まれますが、体の他の領域にも広がり、臓器機能、循環、さらには遺伝子変化さえも低下させます。
このため、国際宇宙ステーション（ISS）に搭載されてこれらの影響の範囲と、それらを緩和するためにどのような戦略を使用できるかを決定するために、多くの研究が行われてきました。最近登場した新しい研究によると、 国際分子科学ジャーナル、 NASAとJAXAが資金を提供する研究者のチームは、人工重力が宇宙での将来の長期計画の重要な要素であることを示しました。
前述のように、微小重力が人体に及ぼす影響を特定して定量化するために、かなりの量の研究が行われてきました。これの良い例は、NASAのヒューマンリサーチプログラム（HRP）が実施した双子の研究です。スコットケリー宇宙飛行士が国際宇宙ステーションに1年間滞在した後、双子の兄弟であるマークケリーを対照として使用し、身体への影響を調査しました。 。
これらおよびその他の研究は、微小重力への曝露が骨密度および筋肉量に影響を与えるだけでなく、免疫機能、血液酸素化、心血管の健康、さらには起こり得るゲノムおよび認知変化にも影響を与えることを確認しています。さらに、視力は、空間で費やされた時間によって影響を受ける可能性もあります。これは、循環と酸素が減少して眼組織に到達した結果です。
実際、短期スペースシャトル（約2週間）の飛行をしている宇宙飛行士の約30％と、ISSへの長期ミッションの60％が、彼らのビジョンに何らかの障害を報告しています。それに応えて、マイケルデルプ教授（フロリダ州立大学（FSU）の人間科学部長および論文の共著者）と彼の同僚は、人工重力を将来のミッションに組み込むことを推奨しています。
何年もの間、そしてNASAの支援を得て、デルプスは微小重力が宇宙飛行士の視力に与える影響を研究してきました。彼が最近のFSUニュースリリースで言ったように：
「問題は、宇宙飛行士が宇宙にいる時間が長いほど、視覚障害を経験する可能性が高くなります。一部の宇宙飛行士は視力の変化から回復しますが、回復しません。したがって、これは世界中のNASAと宇宙機関にとって高い優先事項です。この人工重力を適用した結果、目の変化を完全に防ぐことはできませんでしたが、最悪の結果は見られませんでした。」
Delpは、人工重力がこれらの影響を軽減するかどうかを判断するために、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の研究者と初めて協力しました。彼らには、リンダロマ大学のXiao Wen Mao教授（研究の筆頭著者）と、アーカンソー医科大学、アーカンソー子供研究所、筑波大学のメンバーが加わりました。
チームは、ISSに35日間滞在した後のマウスの眼組織の変化を調べました。被験者は、ケネディ宇宙センターから空輸され、ISSのJAXA「きぼう」研究所のハビタットケージユニット（HCU）に収容された12週齢の9匹のオスのマウスで構成されました。滞在中、マウスは2つのグループに分けられました。
一方のグループは周囲の微小重力条件に住んでいましたが、もう一方のグループは遠心生息環境ユニットに住んでいて、 g 人工重力（地球の重力に相当）の。このことから、研究チームは、前者のグループが、眼内の流体圧の調節に重要な血管の損傷を受けていることを発見しました。
「私たちが地球上にいるとき、重力が流体を私たちの足に向かって引き下げます」とフェルプスは言った。 「重力を失うと、体液が頭に向かって移動します。この体液の移行は全身の血管系に影響を及ぼしますが、目の血管にも影響を与えることがわかっています。」
さらに、チームは、微小重力の結果として、タンパク質発現プロファイルもマウスの目で変化したことを指摘しました。比較すると、遠心分離機で時間を費やしたマウスは、眼組織にほとんど同じくらいの損傷を経験しませんでした。これらの結果は、おそらく回転セクションまたは遠心分離機の形をした人工重力が、長期間の宇宙ミッションに必要なコンポーネントになることを示しています。
概念が進むにつれて、宇宙での人工重力の使用は新しいものではありません。宇宙機関は、サイエンスフィクションで十分に調査されたコンセプトであることに加えて、宇宙に人間の永続的な存在を確立するための可能な方法として、これを検討しました。この輝かしい例は、1975年のNASAの夏季研究で検討された主要な設計であるスタンフォードトーラス宇宙居住地です。
NASAのエイムズリサーチセンターとスタンフォード大学の間の協力的な取り組みとして、この10週間のプログラムは、教授、テクニカルディレクター、学生が集まり、人々がいつか大きな宇宙コロニーに住むかもしれないというビジョンを構築するために集まりました。この結果は、回転して地球に垂直な重力または部分的な重力の感覚をもたらすホイールのような宇宙ステーションのコンセプトでした。
さらに、宇宙船では、長時間のミッションで宇宙飛行士が微小重力の時間を制限できるように、回転トーラスが考慮されています。この良い例が、NASAの技術アプリケーション評価チームのエンジニアであるマークホルダーマンとエドワードヘンダーソンが2011年に開発したマルチミッション宇宙船のコンセプトである、長期にわたる米国探査（Nautilus-X）を対象とした非大気ユニバーサルトランスポートです。
以前の研究と同様に、この研究では、宇宙での長期の任務および長時間の航海中に宇宙飛行士の健康を維持することの重要性を強調しています。ただし、この研究は、宇宙飛行士の間で視覚障害をよりよく理解するために設計されたシリーズの最初のものであるという点で際立っています。
JAXAの上級研究者であり、この論文の共著者でもある柴柴大臣は、「継続的な強力な科学協力が、将来の有人深宇宙探査に備えるために必要な実験結果の蓄積に役立つことを願っています」と語った。この研究の筆頭著者である毛は、この研究が宇宙探査を超えて、ここ地球上での応用があることを望んでいることも示した。
「私たちの調査結果は、宇宙飛行環境の眼への影響を特徴付けるだけでなく、宇宙飛行に起因する視覚問題だけでなく、加齢性黄斑変性症や網膜症などの地球に関連した障害の新しい治療法や治療にも貢献することを願っています。」
宇宙探査の未来に関しては、私たちの前に多くの課題があることは間違いありません。燃料効率と出力を組み合わせることができる宇宙船を開発する必要があるだけでなく、個々の打ち上げのコストを削減し、長期ミッションの健康リスクを軽減する方法を考え出す必要があります。微小重力の影響に加えて、太陽光線や宇宙線への長時間の曝露の問題もあります。
また、月面と火星への任務は、特に前哨基地が関係する場合、低重力への長期暴露と戦わなければならないことを忘れないでください。このように、トーラスと遠心分離機が近い将来に宇宙探査の通常の部分になる可能性があると想像するのは遠慮がありません！
