宇宙空間での頭蓋内圧は、こうして計測される。まずは血液、唾液、尿を採取し、基準標本とする。それから、地上を飛び立つ前に全身に配した黒い点に沿って、心臓、首、頭、眼の血管の超音波画像をデヴァイスを使ってスキャンしていく。

それから、「チビス」の中に体を押し込む。「チビス」とは、ロシア語で渡り鳥のタゲリを意味する。これは表面が波状になった硬いゴム製のパンツで、ウェストの部分で密閉できる。地上では、血液、分泌液、細胞内の水分、それから脳脊髄液やリンパ液は、重力に引っ張られて頭蓋骨から下半身に向かって流れている。それを、パンツ内の減圧によって再現する、いわば吸引装置の役目をもつのだ。

宇宙空間では、体液が排出されない。そのせいで宇宙飛行士たちの顔は赤くむくみ、うっ血や耳が詰まったような感覚を訴える。もっとひどい症状もある。国際宇宙ステーション（ISS）に滞在した宇宙飛行士の4割が、眼に何らかの損傷を受けているのだ。視神経乳頭浮腫［編註：視神経が網膜につながる視神経乳頭が、頭蓋内圧が高まることによって腫れる症状］、眼球の変形、脈絡膜のしわ寄り、網膜と強膜［「白目」部分］の間にある層の出血といった症状も見られた。米航空宇宙局（NASA）は、「宇宙飛行に伴う視神経症候群」の原因は、頭蓋内圧の亢進ではないかと考えている。そこで、宇宙飛行士たちの頭と眼の中で、体液がどのように流れているのかを計測することにしたのだ。

チビスをはくというプロセス自体が、うっすらと不安をかき立てる。あるロシア人宇宙飛行士は、かつてこれをはいたことで心拍数の低下と共に意識を失ったことがある。仲間たちは、心臓発作が起きたのだと考えた。別のケースでは、減圧しすぎた──つまり吸引力を上げすぎた──宇宙飛行士が、「内臓を外に引っ張り出されそうで、ものすごく不快だった」と語っている。

だが何も問題が起こらなければ、チビスを着た状態で何時間か過ごし、さらに超音波画像を撮ることになる。血圧を測り、耳の中に器具を入れて蝸牛管内のリンパ液を検査し、麻酔をかけた眼球に計測器を当てて眼圧を測る。そして、レーザー光線を使って脈絡膜［網膜を包み込み、栄養を送っている層］のしわと視神経の浮腫を画像化する。

ヘラクレス的偉業はこうして生まれた

「体液循環」実験は、宇宙飛行士のスコット・ケリーによって実施された。2015年3月27日から2016年3月1日までISSに滞在したときのことだ。これは、アメリカ人としては最長の宇宙飛行である。同時に地上では、双子の兄弟であるマークの頭蓋内圧も計測された。彼もまた、宇宙飛行士だった。

兄弟は、25カ月にわたって定期的に、同じ一連の認知および身体テストを受け続けた。スコットのほうには、宇宙飛行前、最中、そして帰還後に、脊椎穿刺も行なわれた。ふたりの体からは、合計317の糞便、尿、血液の標本が集められ、エピゲノム解析［遺伝子の働きを決める情報の集まりを検査する］、メタボローム解析［生体に含まれる代謝物全体を測定する］、トランスクリプトーム解析［生体細胞内における遺伝子の発現状況を網羅的に把握する］、プロテオーム解析［生体細胞内で発現している全タンパク質を把握する］、そしてマイクロバイオーム解析［生体の中および表面に見られる微生物群を分析する］にかけられた。これらはすべて、NASAでは初のことだ。宇宙飛行士に対して、多角的なオミックス解析［遺伝子情報を基礎として、生体を構成する様々な分子を網羅的に分析する］を実施したことは、これまで一度もなかった。ましてや、宇宙飛行士とその一卵性の兄弟を扱う対照実験については、言うまでもない。

研究の背景には、単純な理屈がある。双子は同じゲノム［遺伝子情報］をもつ。ならば、スコットには起こり、マークには起こらなかった変化の原因は、長期間の宇宙滞在だろう、というわけだ。研究成果は、ようやく2019年4月12日付の科学誌『サイエンス』に発表された。これにより、宇宙空間での1年が人体に及ぼす影響について多くのことがわかった。

「NASAの双子研究：1年間の有人宇宙飛行についての多次元分析」は、学際的研究の大きな成果だ。査読者のひとりは、「ヘラクレス的偉業」と評価している。この研究のために、米国中の大学にある10のグループと82人の個別の執筆者が力を合わせた。

中心となった執筆者のひとりで、ヴァージニア大学の分子生物学者であるフランシーン・ギャレット＝ベイケルマンは、「現時点で入手可能なデータからは、引き出せる限りで最も広範囲に及ぶ分析結果だ」と語る。だが、「人間は宇宙空間に適応できるのか？」という肝心の問いに対しては、あまり感じのよくない、しかも不完全な答えしか提供できていない。長期間にわたる宇宙飛行は危ない。つまり、いまのところ手に入っている知見によれば、火星までの有人宇宙飛行には危険が伴うということだ。

これまで、500人を超える人々が宇宙に飛び立ってきた。任務中に生じた身体的変化のなかには、1カ月弱で戻るものから半年続くものまであることはよく知られている。体液が宇宙飛行士の頭に流れ込み、心臓の左室肥大が起こる。また、積極的にトレーニングを続けなければ、筋力も骨密度も失われる。

とはいえ、1年以上宇宙空間に滞在した人間は、まだ4人しかいない。だから、長期間にわたる宇宙飛行がもたらす生理的な影響は、未知の領域にある。火星の有人探査には、3年もかかる可能性がある。双子研究には、こういう簡潔な記述がある。「宇宙線による被爆、栄養の偏り（中略）概日リズム［「体内時計」によってつくられる睡眠・覚醒サイクルなど地球の自転周期に合った生活リズム］の狂いと無重力環境を考慮すれば、遺伝子、免疫系、代謝機能への影響は、特に懸念される」

合衆国政府は、2024年までに再び月面に降り立つという計画を発表した。火星は、その次の目標だ。2033年には、「少ないエネルギーで打ち上げのできるローンチウィンドウ［発射時限］」が開く。地球とは異なる軌道を回っている火星が、地球に最接近するタイミングがやってくるのだ。だが、NASAの言う「有人探査」旅行に乗り出すためには、まだまだ知識が足りていない。

しかも驚くことに、双子研究は、NASAのヒューマン・リサーチ・プログラムの発案ではなかった。提案したのは、スコット・ケリー自身なのだ。ケリーはこう振り返っている。「（ISSの43から36ミッションまでの）乗組員が発表されて、記者会見のための事前説明を受けていたんです。ミシャ（ロシア側の宇宙飛行士、ミハイル・コルニエンコ）と一緒に、科学計画についての質問に答えられるように準備をしていた席で、『なあ、兄弟のマークについて質問が出たら、ぼくたちの遺伝子に関する研究を始める気はあるかい？』と尋ねました。答えは、“ない”でした。ところが何週間かあと、また同じメンバーで打ち合わせをしているときにこう言われたんです。『大学の研究者たちに問い合わせてみたら、やる価値のある研究だという答えが返ってきたんだ』ってね」

ふたりして宇宙飛行士になったワケ

スコットとマーク・ケリー兄弟は、1964年、ニュージャージー州のオレンジ市で生まれた。NASAの歴史上、双子の宇宙飛行士は彼らだけだが、ほかの点でもふたりは異例の存在だ。少年時代の彼らを見て、将来宇宙飛行士になると考えた者はひとりもいなかっただろう。もしかすると、刺激希求度の高い兄弟を専門に診る小児精神科医だけは、別だったかもしれないが。スコットは自伝『Endurance（耐久力）』の中で、マークと共に冒した「バカげた危険」について回想している。その代償は、数々の骨折だった。夏休みになると家族は「ボロボロの船」を買って、ジャージー沖の水平線の彼方へと、ふたりだけで出港させた。航行支援装置も無線も搭載しないまま、どんな天候であっても、だ。

両親は酒飲みの警官で、アルコール依存症の父は暴力をふるった。「父は、もし警官になっていなかったら、犯罪者になっていたのだろうと考えることがある」とスコットは書いている。息子たちについて、同じ想像をするのはたやすい。両親が警官でなかったとしたら、ふたりとも非行少年として、少年拘置所に収容されていたかもしれないのだ。

ふたりとも学校での成績はひどく、スコットはマーク以上に苦労をした。ふたり揃って、飽きやすかった。だがふたりして、宇宙飛行士になりたいというあり得ない夢を抱くようになった。きっかけは、スコットがトム・ウルフによる生き生きとした小説にほれ込んだことだ。「海軍飛行士になりたいと思った。そのときのわたしはまだ、進路を見失った、教育のない18歳の少年にすぎなかった。学校の成績は最低で、航空機に関する知識もなかった。だけど『ザ・ライト・スタッフ』が、人生の指針となった」

マークは合衆国商船大学（Merchant Marine Academy）から、そしてスコットは州立ニューヨーク海事大学（State University of New York Maritime College）から、予備役将校訓練過程（ROTC）を経て海軍飛行隊に入り込んだ。大学では、自分たちが優秀なエンジニアであることがわかった。おそらくは目標が定まったことで、微積分学のような教科であっても、完璧な成績をたやすく収められるようになったのだろう。そして海軍に入ると、ふたりはたちまちのうちに昇進し、テスト・パイロットになった。マークは、湾岸戦争時に戦闘機で実戦を経験した。

ケリー兄弟は、1996年の宇宙飛行士クラスに選出され、NASAでのキャリアを積んだ。マークは、パイロットもしくは指揮官としてスペースシャトルのミッションを4回こなした。スコットは双子研究までに、パイロットおよび指揮官として2回スペースシャトルを飛ばしたあと、ISSに半年滞在している。マークは伴侶を失ってからも、一度だけミッションに参加したあと、宇宙局を引退した。妻でありアリゾナ州議会議員だったガブリエル・ギフォーズが、2011年に射殺されたのだ。スコットは、双子研究におけるマークの役割について、いつでも気遣いを忘れない。「マークの貢献は大きい。宇宙飛行士としての輝かしい栄光とは無縁のまま、純粋に科学のために協力したのだから」

とはいえ研究は、身体的な面で言えば、スコットにとっても輝かしいものではなかった。「1週間に1度程度だろうか、1日中サンプル集めを続けているような気分になる日があった。目が覚めると血液を採取し、遠心分離器にかけてから冷凍庫にしまう。それから最初の尿採取をして、1日中尿を採り続ける。尿採取の24時間だ。トイレという空間を使えないのが厄介だし、汚らしい。採尿バッグの中に放尿したら、検査用の管類をバッグから抜き取り、バーコードを貼り、スキャンし、冷凍庫にしまう。この冷凍庫すら、少しややこしい。扉を長い間開けっぱなしにしてはいけないからだ。内部は摂氏マイナス80℃に保たれていて、下手をすると凍傷の危険がある。同じ日のうちに、皮膚の標本も採取しなければならないし、糞便についても同様だ」

スコットの身に起きた変化

研究ということで言えば、ISSは地球上にあるどの研究所やクリニックにも似ていない。宇宙ステーションという住環境は、五感にキツイのだ。スコット・ケリーは、話や自著のなかで、実に巧みにそのことを描写してみせている。ステーション内は、耳がおかしくなりそうなほどうるさい。ファンが音を立てて回り、電機機器がブンブンうなっている。臭いもひどい。プラスティック、ごみ、そして人体の放つ臭気のせいだ（宇宙空間そのものが臭い、とスコットは教えてくれた。もしかすると、真空空間に露出した物質は独特の臭いを放つようになるのかもしれない。「熱せられた金属の臭い。独立記念日の手持ち花火や、溶接の臭いだ」）

無重力であることも、研究を特別に難しくしている。なにしろ宇宙飛行士は、気温の低い空間でたいがい疲れていて、二酸化炭素を吸いすぎたせいで機嫌の悪いことが多い。採取用の機器や標本を物の上に載せておくことはできず、必ず壁面にくっ付けなければならない。そういう状況下で、あらかじめ決められた手順通りに実験をこなしていかなればならないのだ。

ISSと地上での標本採取が済んでも、作業はまだ序の口だ。スコットの標本は、地球に戻すため、ソユーズの再突入カプセルに乗せられた（マークのほうは郵便を使った）。それからふたりの血液は、血しょうと、免疫系をつかさどる細胞を含むそのほかの細胞に分けられる。すべての標本を解析対象として扱い、結果は10の研究グループが共有し、分析する。プロジェクト完了まで、4年の歳月が費やされたのも無理はない。