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Jul 12, 2023

アポロ宇宙服は今日も生き残る - 頭上の屋根で

Quando gli astronauti dell'Apollo partirono per lo spazio, indossavano speciali tute spaziali

アポロ宇宙飛行士が宇宙に飛び立つとき、彼らは直面する多くの危険から身を守るために特別に設計された宇宙服を着ました。 最近の宇宙飛行士は 50 年前の宇宙探検家とは異なる服装をしていますが、アポロの素材は今日地球全体で見つけることができます。 ただし、地元の衣料品店で探す必要はありません。 宇宙服のデザインに基づいた素材は新たな高みに引き上げられ、さまざまな人気の建物の保護屋根として機能します。

1956 年、航空エンジニアのウォルター バードは、ニューヨーク州バッファローの自宅のキッチンで Birdair Structures Inc. を設立しました。 彼が最初に注目したのは、宇宙飛行士の着用用に開発された耐久性があり、軽量で不燃性の素材である「ベータクロス」として知られる素材でした。

「素材に関しては、あまり変わっていない」とバードエアの品質担当ディレクター、ブライアン・デンティンジャー氏は電子メールでSpace.comに語った。 「それはまだテフロンコーティングされたグラスファイバーです。」 [宇宙服スイート: 宇宙服の進化 (インフォグラフィック)]

そのベニヤが生地を際立たせているのです。 「グラスファイバー糸のテフロンコーティングは、有害な[紫外線]線に当たっても分解されません」とデンティンジャー氏は語った。 「これが、この物質が宇宙計画で使用された主な理由の1つです。」

1967年、試験演習中にアポロ1号の司令船で閃光火災が発生し、3人の宇宙飛行士全員が死亡した。 その結果生じた安全への取り組みの一環として、NASA の技術者は宇宙飛行士が着用する宇宙服の安全性を向上させる方法を模索しました。 オハイオ州に本拠を置くオーエンズ・コーニング・ファイバーグラス社は、デラウェア州のデュポン社と協力して、ベータ・クロスを提案した。 超極細ガラスフィラメントを撚って糸にし、織物に織り込んだ後、メーカーはデュポン社が発明し、一般的にはテフロンとして知られる材料であるポリテトラフルオロエチレン（PTFE）で材料をコーティングしました。

融点が華氏 650 度 (摂氏 340 度) を超えるベータ クロスは、不燃性であり、NASA のニーズを満たすのに十分な耐久性があることが証明されました。 誕生したばかりの宇宙機関は、アポロ宇宙飛行士とスカイラブ宇宙飛行士が着用する A7L 宇宙服の統合熱微小隕石衣服の外側保護層に新しい素材を組み込みました。 新しい素材は宇宙飛行士に熱と紫外線からの保護を提供するだけでなく、月面着陸中に遭遇する研磨性の月の塵からも宇宙飛行士を守りました。

現在、NASA の宇宙飛行士は、アポロ時代のグラスファイバー生地ではなく、オーソ生地で作られたスーツを着ています。 しかし、ベータクロスは依然として宇宙に存在しており、多層断熱ブランケットの外層として一般的に使用されています。 ブロン・エアロテックによると、ベータ布はスペースシャトルで多用され、国際宇宙ステーションの内外を保護し続けているという。 ブロン氏によると、この布は火星にもあり、探査車キュリオシティの原子力発電所を守っているという。

元ベル・エアロノーティクス社のエンジニア、バード氏が登場します。 Birdair Structures を設立した後、彼は宇宙服の素材をスポーツビルの取り外し可能なカバーに使用する方法を開発しました。 1957 年、バードの家はライフ誌の表紙に取り上げられ、空気で支えられたプール囲いが水泳選手を冬の寒さから守っていました。

生地の張力構造にはさまざまな分類があります。 空気支持構造は、布地を膨張させるために加圧空気を使用することで構造的完全性を実現しますが、張力支持構造または張力膜構造は、その支持をケーブルまたはスチールフレームに依存します。

バードエアは、日本の大阪で開催された万博に向けて他の企業と協力し、この種のものとしては初となる、空気支持型のビニールコーティングされたグラスファイバー生地の屋根を開発しました。 NASAによると、この屋根用に作られた生地（後にシアフィル建築膜と呼ばれる素材）は、軽量屋根構造の分野で市場を拡大した。

ベータクロスを宇宙服として魅力的なものにするのと同じ品質は、恒久的な構造物にも理想的です。 PTFE グラスファイバー生地は、ポンド単位でスチールよりも強度があり、重量は 5 オンス/平方フィート (1.53 kg/平方メートル) 未満です。 熱を遮断しながら自然光を取り入れ、エネルギー効率の高い屋根材の代替品となります。 耐久性とメンテナンスの手間がかからないため、コスト効率が高くなります。

1973 年、カリフォルニア州ラバーンのラバーン大学は、PTFE グラスファイバー膜を使用した世界初の常設屋根システムを構築する契約をバードエアと締結しました。 Birdair は、ラ・バーンのスポーツ科学および陸上競技パビリオンの屋根を製作しました。 その風変わりなデザインから学生たちには「スーパー テント」として知られていますが、屋根は 45 年経った今でも健在です。

「新しい体育館やロッカー施設、アートスタジオ、劇場、学生向けのレクリエーションエリアやスナックバー、学生保健センター、トレーニングエリアなどのニーズがありました」とステファン・モーガン氏は2017年にラ・バーン・マガジンに語った。後に大学の学長となるモーガンは、当時建築プロジェクトマネージャーであり、当時のリーランド・ニューカマー学長の補佐を務めていた。 「これらのニーズを満たすことを模索し始めたとき、従来の施設を建設するコストが私たちのささやかな財政能力を超えていることに気づきました」と彼は言いました。 プロジェクトの総費用は 250 万ドルでした。

新しい素材を初めてテストすることにはリスクが伴いました。

「これは初めて作られたものだったため、何が起こるか誰も分かりませんでした。その結果、製作者は生地に20年を超える大きな保証を与えることができませんでした」とラ・バーン人文科学教授のアル・クラーク氏はラ・バーンに語った。ヴェルヌ誌。

モーガンと現学長は資料の信頼性について話し合いました。

「私たちが施設を建設した当時、屋根がどれくらい長持ちするか誰も正確に確信していませんでした」とモーガン氏は語った。 「おそらく20年だという人もいるし、もっと長いという人もいる。」 当時のニューカマー大統領と部屋の寿命について話し合い、モーガンが大統領であり、屋根が壊れた場合に責任を負うことになるとは知らず、20年後には二人ともこの世に存在しないだろうと冗談を言った。

ありがたいことに、そうではありませんでした。 新しい素材は頑丈であることが証明され、屋根が建設されてから 45 年経っても機能し続けています。

それ以来、バードエアは他のさまざまな建造物を建設し続けました。 2008 年 3 月に竜巻がアトランタのダウンタウンを襲い、アトランタのジョージア ドームの約 100 ヤード (90 メートル) 以内を通過したとき、ベータ布が建物を覆い、中のファンを保護しました。 EF2竜巻に分類されるこの嵐は、時速100マイル（時速160キロ）を超える風をもたらした。

「貨物列車のような音だった」と試合観戦者のタイラー・ウィリアムズはESPNに語った。 「垂木が揺れ、ドームの屋根が波打ち始めた。

「控えめに言っても、少し怖かったです。」

竜巻発生時、大学バスケットボールの試合のためにドーム内に集まっていた1万8000人のファンに怪我はなかったが、嵐で建物の屋根に穴が開いた。 同社によれば、嵐発生から12時間も経たないうちに、バードエアの乗務員は被害の程度を評価するために現場に到着したという。

ジョージア ドームでは、1996 年の夏季オリンピック中にバスケットボール、体操、ハンドボールが開催されました。 2017年、ジョージアドームは取り壊された。 その代わりとなるメルセデス・ベンツ・スタジアムは、バードエアの生地で支えられた格納式の花びら屋根を誇っているが、PTFEではなくエチレンテトラフルオロエチレン（ETFE）でコーティングされている。 ETFEは引張強度が高く、耐熱性にも優れています。

宇宙服にインスピレーションを得た屋根は、米国だけでなく世界中で見られます。 1981 年、バードエアはサウジアラビアのハッジ ターミナルを完成させました。このターミナルは、現在でも世界最大級の張力膜構造物の 1 つとして立っています。 他のプロジェクトには、アルゼンチンのラプラタ スタジアム、2010 年南アフリカ ワールドカップの 4 つの主要スタジアムのうちの 3 つ、ドイツのソニー センターなどがあります。 NASAによると、ヒューストンのリライアント・スタジアムには、NFL初の開閉式屋根であるPTFE屋根も設置されているという。

「長いライフサイクルと世界中の象徴的な構造物を考慮すると、この製品は数十年後もまだ使用されていると思われます」とデンティンジャー氏は語った。

そのため、宇宙飛行士の宇宙服がより進歩するにつれて、このアポロ時代の技術は今後も人類を地球に守り続けることになるでしょう。

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Nola Taylor Tillman は、Space.com の寄稿ライターです。 彼女は宇宙と天文学に関連するすべてのことが大好きで、さらに学ぶ機会を楽しんでいます。 彼女はアグネス スコット大学で英語と天体物理学の学士号を取得しており、Sky & Telescope 誌でインターンを務めました。 自由時間には、4 人の子供たちを自宅で教育しています。 Twitter で @NolaTRedd をフォローしてください。

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