シグナス貨物船に積まれた小さな種子が宇宙農業の大きな飛躍につながるかもしれない
アラン・ボイル著
オービタルATK社のアンタレスロケットが早ければ月曜日にもロボット貨物宇宙船シグナスを国際宇宙ステーションに向けて打ち上げ、将来の宇宙農家への道を示す種子を送り込むことになる。
アンタレスの打ち上げは、月曜日の午前4時39分（東部標準時）（太平洋標準時午前1時39分）に、バージニア州にあるNASAワロップス飛行施設から予定されており、天候が良好となる確率は80%です。NASAによるカウントダウンのライブストリーミング配信は、月曜日の午前1時（太平洋標準時）に開始されます。
シグナス号には、7,200ポンド（約3,300kg）を超える物資、機器、実験装置が搭載されます。最も小型の積載物の一つは、「ファイナル・フロンティア植物生息地」の種子です。これは、ワシントン州立大学、パシフィック・ノースウエスト国立研究所、ニューメキシコ大学、ロスアラモス国立研究所の研究者が参加する、NASAが230万ドル（約2億5,000万円）の資金提供を受けたプロジェクトの一環です。
この自動化された居住施設は、以前の貨物補給ミッションで運ばれ、植栽のために設置されました。シグナス号の貨物が到着すると、宇宙飛行士は居住施設での最初の公式科学実験を開始できます。この実験は、無重力環境下でどの植物の遺伝子変異が最もよく生育するかを調べることを目的としています。
「全体的な重要性は、宇宙探査にとってどのような意味を持つかということです」と、プロジェクトのリーダーであるワシントン州立大学の生化学者ノーマン・ルイス氏はニュースリリースで述べた。「惑星の植民地化、宇宙ステーションの建設、あるいは長距離宇宙旅行など、人工的に維持された環境のための空気と食料の維持が必要になるでしょう。」
この実験は、宇宙ステーションの乗組員のために宇宙栽培レタスを生産した「ベジー」実験を含む、過去数十年にわたる宇宙での植物栽培の取り組みを基盤としている。（「美味しい…ルッコラにちょっと似ている」とNASAの宇宙飛行士スコット・ケリー氏は語った。）
今回、宇宙飛行士たちは、キャベツやカラシナに近縁の顕花植物であるシロイヌナズナを6種類植えます。そのうち5種類は、植物が炭素を吸収する方法、または植物の構造を支える繊維状物質であるリグニンを生成する能力に影響を与えるように遺伝子操作されています。これらの品種は、フロリダ州にあるNASAケネディ宇宙センターにおいて、地球の重力条件下で栽培されます。
数週間の生育後、無重力環境で育った植物は収穫され、比較のために地球に輸送されます。植物のタンパク質はパシフィック・ノースウエスト国立研究所で分析され、特定の遺伝子の組み合わせが宇宙での栽培に適しているかどうかが調べられます。
シグナスによって運ばれる予定のもう一つの実験は、NASA ジェット推進研究所の研究者によって宇宙のどこよりも低い温度を作り出すために設計された「コールド アトム ラボラトリー」である。
ワシントン州立大学とコロラド大学の物理学者も含まれる研究チームは、研究所から送られてきたデータを使い、絶対零度よりわずか数十億分の一度高い温度に冷却された原子の挙動を研究する予定だ。
研究者たちは、量子物理学の理論に基づき、原子が冷却されると粒子のような振る舞いから波のような振る舞いへと変化する現象に興味を抱いている。この現象は重力の摂動効果のため地球上では研究が難しいが、宇宙ステーションの無重力環境ではより容易に観測できるはずだ。
「ISSにおける冷却原子研究は、地球上で最も高性能なコンピュータをもってしても答えを見つけられないほど複雑な物理学の一側面について、根本的な理解をもたらすでしょう」とワシントン州立大学の物理学者ピーター・エンゲルス氏は述べた。「私たちの研究は、地下の洞窟や隠れた油田を検知するための超高精度重力センサーなど、将来の材料や電子機器の設計において重要となる可能性のあるシステムへの新たな知見をもたらすでしょう。」
でも待ってください…まだあります。シグナスに搭載されている他の科学観測ペイロードの一部をご紹介します。
- 人類が地球からより遠くへ旅するようになるにつれ、六分儀 航法 調査では、何世紀も前に船舶で使用されていたような手持ち式の六分儀を、深宇宙ミッションにおける緊急航法に活用できるかどうかを検証します。月や惑星と恒星の間の角度を視認できる能力は、通信やメインコンピューターが故障した場合でも、乗組員が帰還経路を見つけるための新たな選択肢となります。
- 生体分子抽出および配列決定技術(BEST) は、配列決定プロセスの使用を進歩させ、現在の方法では検出できない宇宙ステーション内の微生物を特定し、宇宙飛行に起因する可能性のある微生物ゲノムの変異を評価します。
- 国際商業実験（ ICEキューブサービス）は、欧州製のコロンバスモジュールに恒久的に設置されたスライド式フレームワークと「プラグアンドプレイ」の実験キューブを活用します。このシステムは、欧州宇宙機関（ESA）と宇宙応用サービス（SPAS）のパートナーシップであり、研究プラットフォームとしてのISSへの商業アクセスを向上させることを目的としています。
その他の搭載物には、来月宇宙ステーションの外部に設置される高解像度カメラや、宇宙ステーションまたはシグナス自体から軌道上に展開される15個のキューブサットなどがある。
オービタルATKは、この宇宙船を、昨年亡くなった同社幹部で元NASA局長のJ・R・トンプソン氏にちなんで「シグナス」と名付けました。予定通り進めば、シグナスは打ち上げから数日後にISSへのドッキングのために引き揚げられる予定です。
数週間かけて、宇宙ステーションの乗組員は貨物を開梱し、シグナス号の中にゴミを詰め込み、放出する。その後、シグナス号は衛星を展開し、制御降下を行い、太平洋上で燃え尽きる。
