NASAは56年間の活動の中で、人類を月に送り込み、ロボットを火星に送り込んできました。しかし、その最大の功績の一つはあまり知られていません。1970年に宇宙船に取り残された3人の宇宙飛行士の命を救ったハッキングです。
アポロ13号が月面に接近した際、酸素タンクが爆発したため、3人の乗組員はミッションを中止し、司令船の電源を切って月着陸船に乗り込み、帰還の途に就かざるを得ませんでした。当初は2人乗りとされていたため、月着陸船はすぐに危険なレベルの二酸化炭素で満たされました。
宇宙飛行士たちは自らの命を救うため、月着陸船の濾過システムの円形の開口部に四角い二酸化炭素除去装置を何とか取り付けなければなりませんでした。地上チームは、宇宙服のホース、チューブソックス、ダクトテープなど、船内に残っている限られた材料を使ってアダプターを設計しました。
ケン・マッティングリー宇宙飛行士はアポロ13号に搭乗する予定でしたが、風疹に感染したためミッションから外されました。そのため、災害発生時、マッティングリーは地上にいました。地上からNASAの救助活動に協力し、アポロ13号の宇宙飛行士たちが司令船・機械船（CSM）から月着陸船（LM）に移動した後は、新しい居住空間に合うように空気フィルターを改造するのを手伝いました。（CSMは、司令船（CM）と機械船（SM）という2つの独立したモジュールに分解されます。）
マッティングリー氏はポピュラーサイエンス誌にこの出来事の詳細な報告を寄せた。
ポピュラーサイエンス：空気ろ過システムはどのように機能したのでしょうか?
ケン・マッティングリー：どんな宇宙船でも、少なくとも有人宇宙船では、大気の制御は設計上の重要な考慮事項です。CSMとLMの両方において、大気は水酸化リチウムで満たされたフィルター付きの小さな容器を通って流れます。水酸化リチウムは二酸化炭素を吸収します。フィルターは臭いを吸収し、塵を捕らえるためだけのもので、流量を調整する小さなバルブを詰まらせないようにします。
PS: コマンド/サービス モジュールのシステムは、月着陸船のシステムとどのように異なりましたか?
KM: CSMでは長方形のブロック状のキャニスターが採用されました。LMでは円形のディスクが採用されました。中央の穴からガスが出入りする大きな円盤です。2つのキャニスターは化学的には互換性がありますが、物理的には互換性がありません。
たった2人乗りとして設計されたこの宇宙船は、すぐに危険なレベルの二酸化炭素で満たされた。
追伸：タンクが爆発した後、なぜ宇宙飛行士は月着陸船に移動しなければならなかったのですか？
KM：酸素が急速に減少していくことは、司令船（CSM）にとって二つの意味を持ちました。まず、電力供給が途絶えるということです。酸素が尽きると燃料電池が停止し、生命維持装置と与圧装置も停止します。司令船には2つの小型バッテリーが搭載されていますが、これはサービスモジュールから分離してから地上に降りるまで司令船を動かすために必要です。ですから、バッテリーを消費するようなことは絶対に避けたいと考えていました。「子供たちを月着陸船に詰め込み、月着陸船で生活させよう」と考えたのです。月着陸船にはバッテリーしか搭載されておらず、燃料電池は搭載されていませんでした。
追伸：月着陸船の状況も危機的状況になったのはいつですか？
KM：月を周回した頃、月着陸船（LM）は二酸化炭素濃度の高い光にさらされ始めました。そこで、（空気濾過用の）キャニスターを交換しました。すると、人々は「うーん、そろそろキャニスターが足りなくなるんじゃないか。何か代替案はないのか？」と言い始めました。CSM（月着陸船）には水酸化リチウムのスタックがあるのですが、LMのコンテナには収まりきらないんです。それで、どうすればいいのでしょうか？
追伸：宇宙飛行士たちはこの種の問題に備えているのでしょうか？
KM:これらのミッションの準備の一環として、シミュレーション監督者は、私たちが計画していなかったさまざまな異常や状況を[飛行計画演習に]取り入れ、私たちが開発した不測の事態や緊急時の手順をテストしました。
初期のミッション、おそらくアポロ10号か9号だったと思いますが、CM（船体）内の大気を汚染してしまう状況を作り出してしまい、どうやって大気を排出するかを考えなければなりませんでした。彼らは「じゃあ、LM（月着陸船）に移動して、CMを閉じて減圧し、船内の大気をすべて除去してから、再び加圧してLMを開き、乗組員を帰還させよう」と考えました。
PS: では、CSM キャニスターと LM 濾過システム間の非互換性にチームはどのように対処したのでしょうか?
KM：そうですね、誰もがシミュレーションは本当に難問だと思っていました。誰も、そのような状況に陥る合理的な方法を思いつくことができませんでした。しかし、アポロ13号でこのことが起こるとすぐに、誰かが「LMの救命ボートを覚えていますか？」と尋ねました。それが皆の記憶を呼び起こし、「ああ、そうだ！」と答えたのです。
「このことの素晴らしいところは、彼らが最もあり得ない事態にさえも備えていたことです。」
では、そのシミュレーションではどのように行ったのでしょうか？ 荷物を詰めていたビニール袋をいくつか切り開き、普通の灰色のダクトテープを使ってキャニスターの周りに袋をテープで貼り付けました。そして、それを宇宙服のホースに挿入し、両端のノズルの一つにテープで固定して、そこから空気を送り込むようにしました。作動には多少時間がかかりますが、マニホールド自体に取り付けた場合と同じように動作します。[アポロ13号でも]同じことを行いました。
追伸：現場ではかなり穏やかな状況だったようですが、本当にそうだったのでしょうか？
KM：この件の素晴らしい点は、彼らが最もあり得ない事態にさえ備えていたことです。彼らは、実際に起こったことを正確にシミュレーションした人は誰もいないことを知っていましたが、システムとその中の人々にどのようなストレスが加わりうるかをシミュレーションしていました。彼らはどんな選択肢があるかを知っており、どこへ向かうべきかについても既にいくつかの考えを持っていました。
映画では、まるで誰もこんなことを考えていなかったかのように演じていました。テーブルの上にガラクタを山ほど並べて「解けるか？」と尋ねたのです。それが、私たちがそこに辿り着いた経緯を伝える唯一の方法だったのです。[実際には]、ハードウェアに完全に精通していたのです。
なぜダクトテープを使うのですか?
ダクトテープが宇宙船でも地上のガレージでも幅広く使える秘密は、その布層にあります。柔軟なポリエチレンコーティングと粘着性のあるゴム系接着剤の間に挟まれた綿メッシュは、鉄筋がコンクリートを補強するように、テープの引張強度を高めます。また、縦糸と横糸のおかげで、手で簡単に切れます。
この記事は、2014年10月号の『ポピュラーサイエンス』に掲載されたものです。このウェブ版では、内容を拡充しています。
