ISS退役迫る中、第74次クルーが宇宙でのがん治療・半導体研究の成果を携え帰還へ

NASAとロスコスモスの宇宙飛行士3名が、約8カ月にわたる国際宇宙ステーション（ISS）での第74次長期滞在を終え、今週末に地球へ帰還する見通しだ。微小重力環境を活かした画期的ながん治療用ナノ材料や半導体結晶成長の研究成果が持ち帰られる一方、2030年に退役が予定されるISSの後継施設については未確定な部分が多い。今後の宇宙空間での研究継続に向け、民間主導の次世代ステーションの早期実現が課題となっている。

■物理学と腫瘍学を軌道上に持ち込み、成果とともに帰還するウィリアムズ飛行士

NASAのクリス・ウィリアムズ飛行士、ロスコスモスのセルゲイ・クド＝スヴェルチコフ宇宙飛行士、セルゲイ・ミカエフ宇宙飛行士の3名が今週日曜日（7月26日）に国際宇宙ステーション（ISS）を出発する予定だ。

彼らは8カ月間にわたり、宇宙空間で製造されるがん治療用ナノ材料や半導体結晶成長において有望な進展をもたらした。これらの研究は軌道上の環境に依存しているが、予定される軌道離脱まであと4年となったISSが、この環境をいつまでも提供できるわけではない。

ソユーズMS-28は、7月26日（日）午前3時2分（米東部時間。日本時間同日午後4時2分）にISSのラスヴェット・モジュールからドッキングを解除し、午前6時26分（米東部時間。日本時間同日午後7時26分、現地時間午後3時26分）にカザフスタンのジェズカズガン南東のステップ地帯にパラシュートで着陸する見込みだと報じられている。NASAは2026年7月23日にメディア向けアドバイザリーを更新し、このスケジュールを確認した。ライブ中継はNASA+で配信される予定だ。

クルーの出発に先立ち、NASAのジェシカ・メイヤー飛行士が7月25日（土）午前9時40分（米東部時間。日本時間同日午後10時40分）に軌道複合施設の指揮権を引き継ぐ予定だ。この公式な指揮権交代式をもってクド＝スヴェルチコフ飛行士の任期は終了し、第75次長期滞在（Expedition 75）が始まる。7月14日にソユーズMS-29で到着した新人3名を含む7名のクルーがすでに配置されている同長期滞在は、2027年春まで軌道上での研究課題を継続する予定だ。その頃には、ステーションの軌道離脱の期限は単なる概念ではなく、現実のカウントダウンとなっているだろう。

ウィリアムズ飛行士にとって、今回は初の宇宙飛行の終わりを意味し、その科学的焦点は彼の異色の経歴を反映したものだった。ハーバード大学医学部で医療物理学者および助教を務めた経歴を持つ同氏は、腫瘍学と材料科学を軸とした研究ポートフォリオを携えて到着し、ミッションの最後までその研究に取り組んだことが、NASAの宇宙飛行士経歴書で確認されている。

そのポートフォリオの中心となったのは、ヤヌス塩基ナノ材料（JBNs）の研究である。これはDNAに着想を得た構成要素から設計された合成・自己組織化分子で、治療薬を固形腫瘍に直接運ぶことができる中空のナノチューブを形成する。地球上でJBNsを製造する際の課題は、重力による対流と沈降が自己組織化のプロセスを妨げ、ナノチューブの寸法が不均一になり、薬物の搭載能力と治療の精度の両方が低下することだ。微小重力環境では、これらの対流力は存在しない。

Eascra Biotechとコネチカット大学が後援した以前のISS米国国立研究所の研究では、軌道上で製造されたJBNsは地球上で製造されたものよりも均一で耐久性のある構造を形成し、治療性能もそれに応じて向上することが実証されている。2026年4月9日のISS米国国立研究所の発表によれば、この研究により、臨床腫瘍学において最も薬剤耐性が高いとされるトリプルネガティブ乳がん、高悪性度卵巣がん、および特定の骨がんを標的とした応用段階の候補に向けて、ウィリアムズ飛行士の作業が進展していることが確認された。

同氏はまた、ステーションの微小重力環境における半導体結晶の成長実験にも貢献した。地球上では、結晶成長炉内の温度勾配が浮力による対流（冷たく密度の高い物質が沈み、温かく軽い物質が上昇する現象）を引き起こし、これらの流れが完成した結晶の電子移動度を低下させる格子欠陥を生じさせる。軌道上では対流による混合が抑制されるため、構造的により純粋で、場合によっては大幅に大きな結晶の成長が可能になる。学術誌『npj Microgravity』で発表された2024年のメタアナリシスでは、1973年から2016年の間に宇宙で成長した160の半導体結晶をレビューし、86パーセントの材料で少なくとも1つの報告された指標に改善が見られたことが判明した。この研究の系譜は第74次長期滞在中に実施された作業に直結しており、より効率的なAIチップ、高性能な医療画像ハードウェア、高度なコンピューティングインフラ向けコンポーネントなどの応用は、現在稼働年数が残り少なくなっているプラットフォームに依存している。

ウィリアムズ飛行士は、メイヤー飛行士とともに2回の船外活動（Canadarm2の壊れた手首関節を交換し、ソユーズMS-29の打ち上げに向けた経路を確保した2026年6月の活動を含む）を行い、将来の展開式太陽電池アレイの設置に向けてステーション外部の準備作業を実施した。第74次長期滞在の記録によれば、これら2回の船外活動の合計時間は13時間7分に達し、すべてが初のミッションで記録された。

■クルーの早期回復に向けた技術テスト

第74次長期滞在のコマンダーを務め、今回が2回目のISSミッションとなるクド＝スヴェルチコフ飛行士は、滞在の最終日を貨物の梱包と下半身陰圧（LBNP）スーツのテストに費やした。この装置は、宇宙飛行士の下半身の周囲に部分的な真空を作り出し、微小重力下で発生する頭部方向への体液シフトを相殺し、着陸後の心血管系の再適応プロセスを加速させるものだ。重力の通常の引力がない状態で血液などの体液が上半身に再分配されるこの体液シフトは、帰還した宇宙飛行士が着陸直後に支えなしで立つことが一時的にできなくなる理由の1つである。LBNPスーツはこの回復期間を短縮することを目指しており、月や火星への着陸後に迅速に行動しなければならない将来のクルーに影響を与える可能性がある。初の宇宙飛行となるミカエフ飛行士も、同じ対策研究プログラムに参加した。

■タイムリミットが迫るステーションの指揮を執るメイヤー飛行士

土曜日の式典でクド＝スヴェルチコフ飛行士からメイヤー飛行士へ正式にステーションの指揮権が移譲されると、メイヤー飛行士はCrew Dragon Freedom宇宙船とISSの両方のコマンダーとなる。第75次長期滞在のミッションページに詳述されているように、この二重の役割は、民間と政府の有人宇宙飛行運用がますます密接に絡み合っている現状を反映している。

2019年の第61次および第62次長期滞在で初めてISSに飛行したメイヤー飛行士は、ノルウェー系アメリカ人で海洋生物学の博士号を持ち、2019年10月にはクリスティーナ・コック飛行士とともに世界初の全女性による船外活動を実施した。Crew-12のミッション概要で確認された詳細によると、彼女は2026年2月13日にCrew-12のコマンダーとして、NASAのジャック・ハサウェイ・パイロット、ESAのソフィー・アデノ・ミッションスペシャリスト、ロスコスモスのアンドレイ・フェジャエフ・ミッションスペシャリストとともに、ケープカナベラル宇宙軍施設からDragon Freedomに搭乗して打ち上げられ、34時間の移動を経て2月14日にステーションに到着した。

2026年9月のCrew-12出発まで彼女が指揮するクルーには、ハサウェイ、アデノ、フェジャエフの各飛行士に加え、7月14日にソユーズMS-29で到着しプリチャル・モジュールにドッキングした3名のクルー（NASAのアニル・メノン・フライトエンジニア、ロスコスモスのピョートル・ドゥブロフ宇宙飛行士およびアンナ・キキナ宇宙飛行士）が含まれる。NASAのジェシカ・ワトキンス飛行士、ルーク・デレイニー飛行士、CSAのジョシュア・クトリック飛行士、ロスコスモスのセルゲイ・テテリャトニコフ宇宙飛行士が搭乗するCrew-13は、2026年9月に予定されている。

メイヤー飛行士が現在指揮しているのは、閉鎖の期限が迫る実験室である。ISSは2030年末に制御された軌道離脱を行う予定であり、その際、SpaceXが製造する軌道離脱機が太平洋の遠隔地の上空で制御された再突入へと誘導する。2026年6月の米国政府説明責任局（GAO）の報告書は、Axiom SpaceやBlue Originなどによる民間の後継ステーションが期限までに認証されない場合、NASAは地球低軌道における継続的な人類の存在に空白が生じるという現実的なリスクに直面すると指摘している。この指摘は、ウィリアムズ飛行士が貢献した半導体結晶の研究や、Eascra Biotechが臨床候補段階へと進めているがんナノ材料の試験など、現在ISSで実行されている研究プログラムが、後継施設が準備されていなければ2030年以降に実行するプラットフォームを失う可能性があることを意味している。

■宇宙空間がより優れたがん治療薬を生み出す理由

JBNがん研究の背景にある疑問の答えは、基礎物理学にある。地球上では、DNAに着想を得た分子のバッチが溶液中で自己組織化する際、重力が常に密度の高い物質を容器の底へと引っ張る。自己組織化のプロセスは沈降と競合するのだ。軌道上ではその競合は存在せず、自己組織化は完全に化学的な結合力によって支配され、より幾何学的に一貫したナノチューブがより高い歩留まりで生成される。これらのナノチューブには化学療法薬を搭載することができ、固形腫瘍の緻密な細胞外マトリックス（小さく不均一なナノ粒子では確実に通過できないことが多い障壁）を透過するのに十分な精度でサイズを調整できる。ISS米国国立研究所のJBNケーススタディは、このメカニズムを詳細に文書化している。Merckのがん治療薬「キイトルーダ」は、ISSでのタンパク質結晶成長実験を通じて、静脈内点滴から皮下注射へと再処方された。これは、ウィリアムズ飛行士が進めていた類の研究に対する、ITIF（情報技術イノベーション財団）によって文書化された現実世界の前例である。

同じ物理的抑制の論理は、半導体結晶の成長にも当てはまる。高効率の太陽電池、高周波通信チップ、特殊なAI推論ハードウェアに使用される化合物半導体の格子欠陥は、結晶化中の対流による乱れに起因する。その乱れがない宇宙で成長した結晶は、最終用途においてより高い電子移動度、より低い動作温度、および消費電力の削減につながる構造的純度レベルを達成できる。United Semiconductors LLCは2026年3月にStarlab Spaceとペイロード契約を結び、この研究をISS規模の実証から地球低軌道での商業規模の生産へと移行させることになった。この移行は、ISSが運用を終了する前にStarlabが稼働するかどうかにかかっている。

■ステーション閉鎖を前に自律型医療の限界に挑む第75次長期滞在

メイヤー飛行士のクルーが第74次長期滞在から引き継ぐ研究課題は、ISSの科学的遺産を、月や火星へのミッション中に人類がどのように医療を実践するかに直接的な影響を与える領域へと拡張するものだ。NASAのミッション割り当てによれば、救急科医であり元SpaceXのフライトサージャンでもあるNASAのアニル・メノン・フライトエンジニア（今回が初の宇宙飛行）は、第75次長期滞在の医療研究の大部分で主要な科学責任者を務める予定だ。

彼のアジェンダの中心となるのは、AIがガイドする拡張現実（AR）超音波診断のスイートである。メノン飛行士がテストしている運用上の制約は明確だ。光速の信号が地球と火星の間を移動するには、軌道上の位置に応じて3〜22分かかる。その遅延を越えて、医師がリアルタイムで医療処置を指導することは物理的に不可能である。NASAのメノン飛行士のミッション発表で概説されているように、第75次長期滞在でテスト中のシステムは、AIの解釈アルゴリズムとARオーバーレイを使用して、正式な医療訓練を限られた範囲でしか受けていない可能性のある宇宙飛行士を、地球からのリアルタイムのサポートなしで診断用超音波手順を通じてガイドする。軌道上でこのアプローチが検証されれば、将来の深宇宙ミッションの条件に最も近いアナログが提供されることになる。メノン飛行士はまた、長期間の微小重力への曝露が血液循環と静脈構造をどのように変化させるかを調べる研究の被験者も務める。これらの知見は、複数年にわたる深宇宙ミッションの対策を設計するための基礎となる。

クルーはまた、微小重力下での血管構造の3Dバイオプリンティングも継続する。地球上では、重力によって柔らかいバイオプリント組織が硬化して構造を維持する前に崩壊してしまうが、ISSの環境では、1Gの重力下では構造的に作成不可能な血管形状の足場なしプリンティングが可能になる。このバイオプリンティング研究は、心血管疾患のモデリングと老化研究を対象としている。これらの分野において、信頼性の高いヒト組織のアナログを任意の規模で作成できる能力は、方法論的な飛躍を意味するだろう。

■25年以上の歴史とカウントダウン

今週日曜日のソユーズMS-28のドッキング解除は、2000年11月2日以来、四半世紀以上にわたってステーションに人類を継続的に滞在させてきた、途切れることのないクルーの引き継ぎの最新のものとなる。NASA、ロスコスモス、ESA、JAXAなど、ISSに貢献してきたすべての機関は、スペースシャトルの退役、地政学的な危機、そして世界的なパンデミックを乗り越えて、この継続性を維持してきた。土曜日に行われるクド＝スヴェルチコフ飛行士からメイヤー飛行士への引き継ぎは、25年間にわたり約6カ月ごとに繰り返されてきたのと同じ振り付けに従う。すなわち、式典が行われ、松明が引き継がれ、ハッチが密閉され、カプセルがステップ地帯へと降下していく。

現在異なっているのは、カウントダウンの存在だ。ISSは2030年末に軌道離脱する予定であり、その空白を埋める民間の後継ステーションがまだ認証されていないため、第75次長期滞在のようなミッションは、前任者たちにはなかった重みを帯びている。ウィリアムズ飛行士は、地球上の分野を再構築する可能性のあるがん治療薬の送達試験や半導体結晶実験のデータを携えてステーションを去る。残るクルー、そして今後4年間に続くクルーにとっての課題は、軌道上の実験室自体がソユーズMS-28に続いて再突入に向かう前に、彼らが生み出した成果を次に来るものへと引き継ぐことができるかどうかである。

着陸後、ウィリアムズ飛行士はヘリコプターでカザフスタンのカラガンダへ飛行し、その後ヒューストンにあるNASAのジョンソン宇宙センターに帰還する。クド＝スヴェルチコフ飛行士とミカエフ飛行士は、ロシアのスターシティにあるガガーリン宇宙飛行士訓練センターへ向かう予定だ。

■注目ポイントQ&A

●微小重力が、地球上で可能なものよりもがん治療薬の研究を効果的にするのはなぜですか？

第74次長期滞在中に研究されたヤヌス塩基ナノ材料を含む薬物送達ナノ粒子は、分子の自己組織化に依存しています。合成された分子が均一な構造に組み合わさり、そこに治療薬を搭載して腫瘍組織に浸透するように設計されます。地球上では、重力による対流と沈降がこの自己組織化プロセスと競合し、サイズがばらつき、薬物の搭載能力が不均一な粒子が生成されます。軌道上ではこれらの対流力が抑制されるため、化学的な結合力が干渉なしにプロセスを支配できるようになります。ISS米国国立研究所の研究により、微小重力下で製造されたJBNsはより均一で耐久性のある構造を形成し、結果として治療性能が向上することが確認されました。これは、現在の薬物送達方法では確実に浸透できない攻撃的な固形腫瘍の治療に直接的な影響を与える成果です。

●ISSの2030年の軌道離脱は、それに依存する宇宙ベースの研究にとって何を意味しますか？

半導体結晶の成長、がんナノ粒子の製造、血管組織の足場なしバイオプリンティングなど、ほとんどの微小重力研究は、必要なハードウェアを数カ月間ホストできる軌道プラットフォームを必要とします。ISSは2030年末に制御された軌道離脱を行う予定です。Axiom SpaceやBlue Originなどによる民間の後継ステーションが開発中ですが、2026年6月の米国政府説明責任局の報告書によれば、地球低軌道における継続的な人類の存在の空白を防ぐのに間に合うように認証され、稼働しない可能性があります。持続的な微小重力環境に依存する研究プログラム（医薬品側で現在臨床候補に向けて進んでいる試験や、材料側での商業的な半導体製造契約を含む）は、ISSの退役時にそれらを受け入れるプラットフォームが準備されていなければ、不確実な移行に直面することになります。

●AIと拡張現実は宇宙での医療実践をどのように変えますか？

地球と深宇宙の目的地との間の通信遅延により、月や火星へのミッションでは、医師によるリアルタイムの指導は物理的に不可能です。火星からの信号が地球に届くには3〜22分かかります。そのギャップを越えて、医師がリアルタイムで診断手順を宇宙飛行士に指示することはできません。第75次長期滞在でメノン飛行士とともに実施されるNASAの実験では、地球からのサポートなしで診断用超音波検査を通じてクルーをガイドするAI解釈システムとARオーバーレイをテストします。深宇宙の条件に最も近い通信制約を持つISSで検証されれば、このシステムは将来の長期ミッションにおいて複雑な医療診断を自律的なものにする可能性があり、距離とアクセスの同じ障壁が存在する地球上の遠隔地や農村部の遠隔医療アプリケーションにも応用できる可能性があります。

●ジェシカ・メイヤーとは誰ですか？また、彼女のISSコマンダーとしての役割が重要なのはなぜですか？

メイヤー飛行士はノルウェー系アメリカ人の海洋生物学者であり、スクリップス海洋研究所で博士号を取得しています。宇宙飛行士になる前の彼女の研究は、カオガンやクマなどの動物が、長期間の低酸素・低重力に相当する条件を生理学的にどのように管理しているかに焦点を当てており、この研究は人間の宇宙飛行生理学の理解に直結しています。彼女は2019年10月にクリスティーナ・コック飛行士とともに世界初の全女性による船外活動を実施しました。今回のCrew-12ミッションにより、彼女はDragon宇宙船とISSの両方のコマンダーとなりました。この二重の指揮権は、民間宇宙船と政府のプラットフォームが共同で管理されている現在の運用構造を反映しています。彼女は、第74次長期滞在の下で始まった研究ポートフォリオが成果に向けて継続される間、第75次長期滞在の残りの期間を通じて7名のクルーを率いることになります。

元記事: Space Cancer Therapy and Chip Research End With Expedition 74 Crew Return This Weekend