月面試験で放射線防護ベスト、被曝量60%減

2026年8月13日付の『Science Advances』に掲載された研究によると、NASAの無人ミッション「アルテミスI」で月往復した着用型放射線防護ベストは、太陽嵐の際に宇宙飛行士の被曝量を最大60%削減できるという。このベスト「アストロラッド」は、イスラエル系米国の新興企業ステムラッド社がロッキード・マーチン社と共同開発したもので、オリオン宇宙船に搭載された重遮蔽の暴風雨用シェルターとほぼ同等の性能を発揮したが、乗組員を狭い場所に閉じ込める必要はなかった。

1972年8月にアポロ16号と17号の間で発生したような太陽嵐は、がんリスクを高めたり放射線障害を引き起こしたりするほど強力な陽子のバーストを放出することがある。地球の大気と磁場はこの放射線を吸収するが、月や火星に向かう乗組員にはその保護がなく、これまでに建造された宇宙船でこれを完全に防ぐ遮蔽を備えたものはない。このベストは、宇宙船全体ではなく宇宙飛行士を遮蔽することでこの問題に対処し、骨髄、乳房、胃、結腸、生殖器などの放射線に敏感な組織に焦点を当てている。

ベストの設計には高密度ポリエチレン（HDPE）が使用されている。これは水よりも質量あたりの水素含有量が多く、効果的な遮蔽材となる。柔軟性を保つため、エンジニアはHDPEを長さ9〜60ミリメートルの数千本の六角形ロッドに分割し、弾性のある布地の層で挟んだ。ロッドの長さは、荷電粒子が物質中でエネルギーを失う様子を記述するベーテ・ブロッホの式を用いて計算された。アルテミスIで使用されたベストの重量は26キログラムで、中世のプレートアーマー一式とほぼ同じだった。

アルテミスIは無人飛行だったため、ベストは「ゾハール」という名の胴体ファントムが着用し、同一のファントム「ヘルガ」は防護なしで飛行した。両方には数千個の線量計が搭載されていた。記録された放射線のほとんどは地球の内側ヴァン・アレン帯からのもので、飛行中に太陽嵐は発生しなかった。チームはこの帯の通過を代理指標として使用し、線量計の測定値と5%以内で一致するモンテカルロシミュレーションを構築した。その後、2つの歴史的な嵐をモデル化したところ、ベストは1972年8月のイベントでは実効線量を約60%削減し、より高エネルギーの1989年10月の嵐では約40%削減した。

単一の大きな嵐の間にベストを着用することで、NASAの生涯線量限度である600ミリシーベルトに対して、宇宙飛行士のキャリアを約40日から193日延長できる可能性があり、これはオリオンの嵐用シェルターに匹敵するが、機動性を維持できる。このベストは、より高いエネルギーで継続的に到来する銀河宇宙線に対してはほとんど効果がない。ステムラッド社はアルテミスIのデータを用いてベストの重量を26キログラムから16キログラムに減らしており、嵐のピーク時に数日間着用できる軽量版を目指している。研究はhttp://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adz1892で公開されている。