バイオ宇宙工学

バイオアストロノーティクスは、宇宙空間における人間やその他の生物に関する生物学的、行動学的、医学的懸念のさまざまな側面を網羅する生物学および宇宙研究の専門分野であり、宇宙船の積荷、宇宙居住施設、生命維持システムの設計も含まれます。つまり、宇宙における生命の研究とサポートにまで及ぶのです。

バイオ宇宙工学は、姉妹分野である宇宙衛生と多くの類似点があります。どちらも、宇宙飛行中に人間が遭遇する可能性のある危険を研究します。ただし、宇宙衛生は多くの点で異なります。たとえば、この分野では、危険が特定されると、曝露リスクが評価され、曝露を防止または制御して宇宙飛行士の健康を保護するための最も効果的な対策が決定されます。宇宙衛生は、バイオ宇宙工学、宇宙医学、人間工学など、多くの分野の知識と経験を必要とする応用科学分野です。宇宙衛生のスキルは、たとえば、月の塵の特性評価や月探査中の曝露を軽減するための対策の設計、正確な化学モニタリング技術の開発、SMACの設定でのその結果の使用などにすでに適用されています。

生物学的観点から特に興味深いのは、宇宙船の乗組員が感じる重力の減少の影響である。しばしば「微小重力」と呼ばれる、流体の沈降、浮力、または対流がないことにより、主に化学勾配によって駆動されるより静止した細胞および細胞間環境が生じる。植物の根の重力屈性や植物の茎の負の重力屈性など、生物の特定の機能は重力によって媒介され、この刺激がなければ、宇宙船に搭載された生物の成長パターンは、地上の生物とはしばしば異なる。さらに、通常は重力を克服するために費やされる代謝エネルギーは、他の機能に利用できる。これは、C. elegansのような線虫からSpangia endiusのような小型の寄生蜂まで、さまざまな生物の成長加速という形をとる可能性がある。また、ニチニチソウ（Catharanthus roseus ）に含まれるビンカアルカロイドのビンクリスチンやビンブラスチンなどの二次代謝産物の増強にも使用される可能性があり、宇宙で育った標本には、地球上では微量しか存在しないこれらの成分が高濃度で含まれることが多い。^[1]

工学的観点からは、空気、食料、水の供給と交換、および廃棄物の処理を容易にすることも課題です。使い捨ての物理化学的方法から、堅牢な小型生態系として機能する持続可能な生物再生システムへの移行は、長期宇宙旅行を容易にするバイオ宇宙工学のもう 1 つの目標です。このようなシステムは、閉鎖型生態学的生命維持システム(CELSS) と呼ばれることがよくあります。

医学的観点から見ると、長期間の宇宙飛行は宇宙飛行士に生理学的影響も及ぼします。地球上の骨減少症や骨粗鬆症に似た加速性骨脱灰は、そのような症状の 1 つです。 ^[2]もう 1 つの深刻な懸念は、宇宙旅行が腎臓に与える影響です。腎臓に対するこれらの影響に関する現在の推定では、腎臓損傷に対する何らかの効果的な追加治療技術が採用されない限り、火星ミッションで 3 年ほど微小重力、低重力、銀河放射線にさらされた宇宙飛行士は、透析装置を装着したまま地球に戻らなければならない可能性があります。^[3]宇宙旅行の潜在的な影響の研究は、宇宙での安全な居住方法や宇宙旅行を進歩させるだけでなく、密接に関連する地球上の病気をより効果的に治療する方法を見つけるのにも役立ちます。

テキサス州ヒューストンにあるNASAジョンソン宇宙センターには、バイオアストロノーティクス図書館があります。この一室の施設には、バイオアストロノーティクスに関する教科書、参考書、会議録、学術雑誌が収蔵されています。^{[4]この図書館は政府の厳重な管理下にある施設（JSCの公式ビジターセンターである}スペースセンターヒューストンの一部ではない）内にあるため、一般には公開されていません。

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• ハーバード-MIT健康科学技術 - バイオ宇宙飛行士訓練プログラム（HST-Bioastro）[1]
• NASAのバイオ宇宙工学ロードマップ[2]
• コロラド大学ボルダー校バイオ宇宙研究グループ [3]
• アメリカ重力宇宙生物学会 (ASGSB) [4] 2008-09-12にWayback Machineでアーカイブ
• 1965年のラジオシリーズ「Their Other World」、タイプされたトランスクリプト付きの30分のエピソード13本[5]。