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コロニーの空気って?


桑衝去場 題名:みなさまのおかげです。投稿日 : 99年5月30日<日>06時49分

伊佐未さんへ
>そういえばジュドーが空気の税金だって払わなくちゃって言って
>ましたけどそれって高いんですか?
>空気の税金誰かわかりません?
>そもそもどうやって作るのでしょうか?
確か、「空気や水の料金だって、税金以上に高い」というニュアンスのセリフだったと思いますので、税金を払った上に空気代を取られるんでしょうね。(ところでコロニーの税制ってどんなんだ?)
料金が掛かると言うことは、コロニー内の擬似生態系ダケでは賄えず、空気を作る(処理する)のにコストが掛かっているって事なんでしょうね。
コレに関しては、ウチのリンク集から行ける「ボール・センチュリー」というサイトに、F・M・バーチさんが書かれた「宇宙から見た宇宙世紀」というコラムに興味深い記述がありますよ。

ところで、コレを滞納するとどうなるんでしょう?水道は止められるにしても、空気の方は...
まさか、「金を払えないヤツは息をするな」って事も無いでしょうに(笑)


伊佐未 題名:大気って、空気って・・・ 投稿日 : 99年5月30日<日>14時49分

ボールセンチュリーのF・M・バーチさんのコラム読ませていただきました。
大変興味ある内容でした。凄い考察ですね すばらしいです。
30〜40年に一度大気の入れ替えですか・・知りませんでした
これは信頼という点での入れ替えですかね

>料金が掛かると言うことは、コロニー内の擬似生態系ダケでは賄えず、空気を作る(処理する)のにコストが掛かっているって事なんでしょうね。
あまり覚えてませんが、確かどこかの国(米国だったか、英国だったか)が、
コロニーのような密閉空間を作って、その中で人間が普通に暮らしていけるか?
みたいな事を実験していたのを、TVで見ました
その時数ヶ月くらい?で酸素濃度が薄くなって、結局暮し続けられなかった
のです。 
 空間内にある生態系だけで、空気は十分に作り続けれるハズが、実は植物には
問題がなくても、それを支える土壌の栄養分が吸い尽くされて、その結果植物の
酸素供給が減ったらしい、というのが理由だそうです。

その後、この点が改善されたかどうか?は知りませんが、改善されたとしても
コロニーの空気の料金を払わなくてはいけないのはどういうことでしょうか?
消費税のように、コロニーの財政費用を得るための、単なる名目なのでしょうか?


F・M・バーチ 題名:響け〜〜、爆音。雲、果つるまで〜〜(笑)
投稿日 : 99年5月30日<日>21時02分

 わたしの駄文を読んでくださり、本当にありがとうございます。
 もっとも、書かれている考察については(書いている本人が言うのも何ですが)余り信じないでください。
科学的根拠はほとんどありませんから(笑)。
(ただし、私自身は自分の説に(ある程度の)自信はもっています)

>勝手に宣伝してすいません。
 とんでもありません。こちらこそ宣伝していただいて、本当にありがとうございます。
また何か感想がありましたら、「ボール・センチュリー」の掲示板にでも書き込んでやってください。
(因みに、コラムの『お題』も募集しています)

>コロニーのような密閉空間・・・
 『バイオスフェア2』計画のことですね。
 この計画は1991年から93年にかけて、アメリカ、アリゾナ州オラクルの疑似閉鎖環境施設で行われています。
 当初の計画では完全閉鎖系を実現する予定でしたが、伊佐未さんの書かれているような理由から、
たしかに途中三回ほど外気を取り入れています。(その後、この計画は事実上中断しているはずです)

 また、日本国内でもたしか宇宙開発事業団が『バイオスフェアJ』という
名称で、同様の実験を行っています。ただし、こちらは(おもに予算の問題でしょうが)アメリカのように広大な施設ではなく、そして人間を『閉じ込め』たりはしていませんが・・・。
(なお、私個人の意見としては、本当の意味での『完全閉鎖系』は絶対に作り出せないと思っています。自然界でさえ実現できていないものが、人間の手で作り出せるとは、とても思えないのです)


虎ノイ 題名:空気の代金投稿日 : 99年5月31日<月>03時07分

そう言えば,「トータル(シュワちゃん大暴れ)リコール」で,火星の植民地の
酸素代金がどうのこうのって話をしてましたね。暴動の起きた区画への酸素
の供給を止めるという,乱暴な事をしていましたが。
もっとも,コロニーの中じゃ,払った人間と払わなかった人間とを区別して
供給する訳にはいかない。ホント,払わないとどうなるんだろう。

マジな話。
人間一人当たりの酸素必要量を年間275kgと概算して,常緑針葉樹林
(杉林)でまかなった場合,一人当たり125平方mの面積が必要となる
計算だそうです。(下の一覧,10年前の理科学習表からの丸写し)
以前のコロニーの面積と人口の話をした時の計算では,もっと狭い面積
(オニール案で一人当たり約60平方m)だったので,とても足りません。
おそらく,最も酸素を大量に発生させている農場区画から酸素を運び込み,
二酸化炭素を回収(石灰水にでも溶かすのかな?)して,農場区画へ持ち
込み,光合成をさせているのでしょう。
そのために必要なコストでしょうか?
まさか,地球から持ち込んでいるわけはあるまい。

森林の酸素供給量(ヒト1人あたりの酸素必要量275kg/年として概算)
群落の種類  酸素供給量  呼吸可能な人数 一人あたり必要面積
       (kg/年)   (人/ha)    (平方m)
落葉広葉樹林  10,000     36       278
落葉針葉樹林  12,000     44       227
常緑針葉樹林  16,000     58       172
(松 林)   18,000     65       154
(杉 林)   22,000     80       125
常緑広葉樹林  22,000     80       125
 芝草原    10,000     36       278
ススキ草原   15,000     55       182
 葦群落    20,000     73       137
 水稲田     7,000     25       400

注:一人275kg/年の根拠は調べていません,年のため。


虎ノイ 題名:1人当たり275kg/年(酸素消費量)は妥当か?投稿日 : 99年5月31日<月>13時29分

昨夜は眠くなり,途中で調べるのを止めてしまったので,その続きを

まず,ミクロな面から地道に計算。
脳細胞100gが1分間に必要とする酸素の量は約3.2ミリリットル。
脳の大きさは成人の平均で約1.4kg。
酸素1ミリリットル(1気圧)は約1.43mg(0.00143g)。
という事で,脳全体が1分間に必要とする酸素量は約64mg(0.064g)
脳は安静時に全身で必要とする酸素の約20%を消費しているので,この数値を
5倍すれば,人間が1分当たり消費する酸素量は約0.320gと分かる。
という事で,この数値を,X60,X24,X365すると………
年間で一人が約168kgの酸素を必要とする。>あくまで,安静にしていればですが。
動き廻れば,筋肉やらその他の臓器(脳の重さは体重の2%程度しか無い)が酸素を
大量に消費するので,もっと増えるはずです。

他力本願な技
エコロジー関連のサイトを検索したところ,
>一方、ひとりの人間が1年間に必要とする酸素は約290kgです。
(http://www.venus.jstar.ne.jp/~takayama/spirit/kini7.html)
という,大変有り難いデータ(笑)が手に入りました。

安静時の1.7倍弱ですね。妥当なところではないでしょうか。
という訳で,275kg/年での計算はそれなりに根拠があるようです。
やはり,何らかの酸素供給が不可欠なようです。

他には,「品種改良or遺伝子組み換え」で,光合成能力の高い植物を創る。という
手もありますね。ちょっと将来が不安ですが。


伊佐未 題名:酸素呼吸量で思い出した投稿日 : 99年5月31日<月>19時18分

ん?確か『普通時の一分間の呼吸回数は18〜20回で、
一回の酸素呼吸量が400〜500ml(成人男子)である』と
スポーツ科学を学んだ時に覚えた記憶があるんですが・・・・

あ!違った。一回の呼吸量が400〜500mlで、
このうち酸素が20〜22%程度だそうです。
でも酸素のパーセンテージはこの際、必要ないですよね?


虎ノイ 題名:呼気中の酸素濃度投稿日 : 99年5月31日<月>21時35分

あれ?計算,変でしたか?
呼吸数18〜20回/分で
1回の呼吸量が400〜500ml(成人男子)。
酸素の比率が20〜22%ですね。

人工呼吸についての本に,
呼気(吐き出す息)には15〜17%の酸素が含まれている。
とあるので,

1分間の呼吸で人体が消費する酸素の量は
最大で500ml(7%)X20回=700mlから,
最小で400ml(3%)X18回=216ml。
1ml=1.43mgなので,
最大で526kg/年から最小で162kg/年まで

最小値を,安静時と考えればそんなに変な数字では無いですよね。
どっちにしても,酸素はやはり足りませんねぇ。


nikku 題名:おーつー 投稿日 : 99年5月31日<月>21時47分

>空間内にある生態系だけで、空気は十分に作り続けれるハズが、実は植物には
>問題がなくても、それを支える土壌の栄養分が吸い尽くされて、その結果植物の
>酸素供給が減ったらしい、というのが理由だそうです。
そーでなくて、土壌に生息する微生物の呼吸を計算に入れてなかったんじゃないでしたっけ。葉っぱが落ちればそれを分解する微生物が増えるからどんどん微生物が吸う分が増えてっちゃって。というようなことを昔「まる見え」でやってました。あの番組ってたまにためになることやるんですよね。(^^)

酸素って言うと、月にもいっぱいありますよね。どれぐらい含まれてるのかは知りませんが(^^;)。あと、CO2から炭素引っぱり出してO2にするってのも技術的にはOKです。今でもスペースシャトルなんかはそうしてるんじゃないでしたっけ?
酸素を植物から供給ってよく言うんですけど、実のところ、ヤツらが吐いた酸素のほとんどは自分らの老廃物を処理するヤツらが吸っちまうそうです。だからほとんどプラマイ0。具体的な数字は知らないんですけど(^^;)。よってコロニーの街路樹は水耕栽培がオススメです(^^)。


伊佐未投稿日 : 99年5月31日<月>22時13分

ああ、そうか
丸見えでみたんだっけ、どうもありがとうございます。

>酸素を植物から供給ってよく言うんですけど、・・・・・・どプラマイ0
だとすると、どうやって空気はつくられるんだろ?


桑衝去場 題名:遠ぉ〜い流れ星に願いを掛ける〜♪ 投稿日 : 99年6月1日<火>00時17分

>なお、私個人の意見としては、本当の意味での『完全閉鎖系』は絶対に作り出せないと思っています。
>自然界でさえ実現できていないものが、人間の手で作り出せるとは、とても思えないのです
同感です。
初代の「時間よ止まれ」でジオン兵が言っていた「虫のいない清潔なジオン本国」という言葉から察するに、
コロニーは完全閉鎖系では無いのでしょうね。
虫がいなくて、どうやって花が実を結ぶのよ(蜂ロボットとか居たらイヤだな)

虎ノイさんへ
>他には,「品種改良or遺伝子組み換え」で,光合成能力の高い植物を創る。
>という手もありますね。ちょっと将来が不安ですが。
「V」に出てきた、エリシャさん達が住んでた「ハイランド」の壁に植えてあった植物ってそう言う設定でなかったでしたっけ?


ANDO 題名:ガンダムのおもちゃ投稿日 : 99年6月1日<火>10時34分

はじめまして。いつも楽しい話題を拝見させていただいています。

コロニーの酸素(大気)はとにかく貴重なのですね。
「プロジェクトZ」中の小説でも、地球育ちのシャアがたばこを吸って(健康が云々ではなく)厭味をいわれるシーンがありましたね。

ということは、接着剤や塗料などの有機溶剤も、厳しいということでしょうか。
宇宙世紀の模型制作は、当然いまとはちがったものでしょうね。

「MS.E.R.A.」に掲載されている1/60(オーバー)のザク、ドムの模型や、
「ガンダムセンチネル」小説の、月面都市のこどもがもっているガンダムの模型は、
塗装・組立済のおもちゃの様ですしね。


伊佐未 題名:コロニーと酸素投稿日 : 99年6月1日<火>14時26分

と、いう事はコロニー内の酸素はスペースシャトルのような方法、あるいは
それ以外の方法で作られてるってことですか・・・
 コロニーの人口が増えるとそれだけ酸素が不足するんですから、超過密の
コロニーって大変ですよね・・・
 というか、人数制限がいるのでは?
以前ここのBBSで人口過密のコロニーについて議論されてたと思いますが
説明が難しくなるんじゃないですか?


F・M・バーチ 題名:か〜ず知れぬ星屑に、ただひ〜とつ〜〜。 それが地球、君〜の故郷〜〜。(byささきいさお)投稿日 : 99年6月1日<火>19時22分

>コロニー内部の酸素(大気)問題

 スペースシャトルなどで使用されている方法は、基本的にコロニーでは使用できません。理由は一つ、コスト的に引き合わないからです。
(シャトルの場合、二酸化炭素を酸素に還元させる触媒として、たしか白金(プラチナ)を使用しているはずです)
 また、コロニー自体の生体系で酸素を賄おうとすれば、おそらく一基当たりの居住人口は数十〜百人程度になると思います。
(しかもこれは『人間』だけの話です。ほかの動物や生体系そのものの消費を考えれば、スペースコロニー”程度”の大きさでは、もしかしたら人間は一人も住めないかも知れません)

 ただし、矛盾した言い方になりますが、『効率』だけを追求して酸素の生産を行えば、必要最低限の量は確保できると思います。
 つまりこう言い替えることができるでしょう。『自然』という循環システムがいかに効率の『わるい』物なのか、と・・・。
 
>コロニーの循環システム

 ANDOさんがおっしゃっているように、コロニー内部ではあらゆる科学物質の使用が極端に制限されるはずです。
 以前に書かせていただいた『バイオスフェア2』の場合、自給用農作物の生産にまったく農薬を使用していなかったそうです。
 これは、施設内部での水や空気などの循環サイクルが自然界に比べて『異常に』早いためであり(だいたい1サイクル一週間呈度)、そのような短期間では、どのような科学物質も完全には分解できないからだそうです。  


虎ノイ 題名:コロニー酸素供給状況投稿日 : 99年6月1日<火>20時17分

>バイオスフィアの失敗
これって,結構最近の話ですよね?
私の理科学習表は何しろ10年前の代物なので,こういった事実を踏まえて計算されて
いない可能性もありますね。

結局,大昔にシアノバクテリアが創った大量の酸素が存在し,それを少しずつ使っては,
リサイクルしているような状態で,地球環境といったマクロな目で見れば,人間も含めた
動物は,植物の老廃物を処理する細菌類と同等な(あるいはそれ以下の)存在なんですね。

>スペースシャトルの酸素供給装置
そこまで,進化してましたか。
アポロの頃は,酸素は新たにボンベから供給し,炭酸ガスは専用の回収装置で集めるだけ
だったようですが。
ちなみに,何日間も潜水しっぱなしの,原子力潜水艦では
「海水を電気分解して,酸素を作り,炭酸ガスはアポロ同様に専用回収装置で集めている」
ようです。水から作ってるんじゃ宇宙では参考にできませんね(笑)

コロニーの場合も,無限の太陽エネルギーで電気的に再処理をしているか,あるいは24時間営業で,
シアノバクテリアに働かせるか,しかないですね。

コロニーでは大気(酸素)が貴重で,僅かな汚染も許されないとなると,観光コロニー「テキサス」
での,キャンプファイヤーやバーベキュー料理は,ひょっとして,とんでもない贅沢な遊びなのかも
知れませんね。

やっぱり,コロニーの中に工場を作っちゃ駄目だよ。<まだ,言っている。


桑衝去場 題名:倒せ、倒せ〜力の限り〜、お前の空手を見せてやれ!
投稿日 : 99年6月2日<水>01時05分

>ANDOさんへ
>はじめまして。いつも楽しい話題を拝見させていただいています。
いらっしゃいませ(^^)

>ということは、接着剤や塗料などの有機溶剤も、厳しいということでしょうか。
>宇宙世紀の模型制作は、当然いまとはちがったものでしょうね。
塗装といえば、アーガマでのMkUの塗り替えシーンは興味深いですよね。
(旭屋出版のフイルムブックPart1、P55で確認出来ますが)
通常のスプレー塗装とはマスキングの仕方が逆で、袋状のマスキングシートの内部に塗料を吹き付けている様です、こうすれば艦内の空気を汚さずに済むわけですよね、
塗料や接着剤に関しては、現在でもヨーロッパの様に溶剤排出規制が厳しい所では、有機系溶剤塗料に替わって水溶性塗料が主流になりつつ有るようですから、(今のところ乾燥性や耐候性に問題が有るようですが)石油などの化石資源の枯渇しているで有ろうUC世界では、水溶性もしくはアミノ酸などから合成した擬似プラスチック塗料が主流になっていると思います。

伊佐未さん
>コロニーの人口が増えるとそれだけ酸素が不足するんですから、
>超過密のコロニーって大変ですよね・・・
過密コロニーの住民はみんな酸素欠乏症でテム・レイ状態?
やつぱり効率良く酸素を生産するプラントが必要なんでしょうね。


F・M・バーチ 題名:ハイ・ロー・ミックス 投稿日 : 99年6月3日<木>00時17分

>コロニーの大気問題について。
 酸素については、なんとなく必要量が確保できるとは思うのですが、ではそれ以外の物質、例えば窒素ゃリンについてはどうなのでしょうか?
 これがなければ植物の成長に必要不可欠な『土』が作れませんし(水耕栽培でも水中に『肥料』として窒素を混入しますから、必要なことには変わりありません)、何よりも大気の7割以上を占める窒素がなければ、『地球と同じ環境』にはならないと思うのです。

 もしかしたら、窒素のかわりにヘリウムを入れていたりして・・・


伊佐未 題名:このBBSの2000HitをGetしました投稿日 : 99年6月3日<木>00時42分

>コロニーの場合も,無限の太陽エネルギーで電気的に再処理をしているか,あるいは24時間営業で,シアノバクテリアに働かせるか,しかないですね。
あとは効率の徹底と、汚さない為の管理費という事でしょうか。
なるほど・・・
 問題は一基で動いてるコロニーの説明ですね。
ZZ以降の作品などはガンダムを潰す?為のものと「富野全仕事」で
富野さんがおっしゃってましたから・・・
一年戦争時の説明だけで、いいような気もしますが


F・M・バーチ 題名:大気問題に関する一考察(その一) 投稿日 : 99年6月6日<日>11時39分

>窒素やリンという空気の話はどこいった?

 ほんと、どこいったのでしようねぇ(笑)
 ・・・とまぁ、しらばっくれている訳にもいきませんので、『言いだしっぺ』である私が、少々書かせていただきます。

 現在までの研究・観測の結果、地球上以外の天体で窒素が大量に発見されたという報告はありません。
(もしかしたら、将来小惑星帯や彗星から発見されるかも知れませんが、一応、この文章では『ない』として話を進めます。ちなみにリンについては、それなりに存在することが明らかになっています)

 以外としられていませんが、実は『窒素』という気体分子は、非常に希少な物なのです。
 現在の地球上でこそ、大気構成比率の7割以上を占めていますが、それは本来圧倒的な比率であるはずの水素や二酸化炭素が、固体や液体(水素はもちろん『水』として、二酸化炭素は石灰岩などの形で地殻内部に大量に存在します)として大気中に存在しないために、そう見えているだけなのです。実際、地球以外の天体では、窒素はほとんど存在していません。

 では、窒素は一体どうゆう意味で、生活全般に必要なのでしょうか?
 これは以前にも書きましたが、窒素が存在しなれば『農業』は成り立ちません。
 現在『科学肥料』として使用されているものの大半は、大気中の窒素を固定化(すなわち『固体』にすることです)することによって生産されています(もちろん、肥料にはリンやカリウムなどの物質も含まれますが、その中でも窒素は大きな比率を占めています)。
 また、自然にできる肥料、いわゆる『たいひ』も、微生物等の働きで窒素が固定化した結果作られたものです。
 
 もちろん、ほかの物質で代用はできます。窒素が存在しなくても(少なくとも『短期的』には)生物は死ぬことはありません。ただし、文字どおり『死なない』だけです。
(ちなみにオニール博士の構想では、窒素の代わりにフロンガスを注入する予定でした。いま思うと、”ぞっと”する意見です・・・)

 もちろん、『農業』などという窒素を大量に消費しなければ成り立たない行為などは、論外となるはずです。
 窒素を消費せずに、食べ物を『合成』することも考えられますが、人間が作り上げた『合成物質』のすべてが、自然界での同様の物質に比べて何等かの形で『危険な』(あるいは『不完全な』)物質である以上、私としては余り進める気になりません。(私は、少なくとも1000年単位の安全が確認できなければ、人工物質『のみ』の生活は危険だと思っています)

 そして、何よりも我々が普段『当たり前』としてまったく『気にして』いないということは、無くなった場合にどれほどの『不都合』が生じるのかを、十分理解していないことを意味しています・・・。

 
 今回は『問題提起』だけになってしまいましたが、この次は『コロニー内部の大気の入れ換え』を含めた、もう少し具体的な内容にしていきたいと思っています。


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