NASAが開発した変な形のカップが宇宙でコーヒーを飲むという問題を解決！

2024年02月19日 03:00:19
オモシロ
ナゾロジー
コメント

「寝ぼけた目をスッキリさせてくれる朝のコーヒーや、心を落ち着かせてくれる昼食後のコーヒーは欠かせない」という人は少なくないでしょう。

ちょっとしたコーヒーブレイクがあるだけで、心には余裕が生まれるものです。

そして、過酷な環境で生活する宇宙飛行士たちにも、そんな心休まる時間が必要です。

しかし、無重力下では「いつものように」コーヒーを飲むことはできません。

そこでNASAは、無重力下でもコーヒーを飲むための特殊なカップを開発しました。

宇宙では、「いつもの」コーヒーブレイクを楽しめない
無重力下でもコーヒーを楽しめる「スペースカップ」

宇宙では、「いつもの」コーヒーブレイクを楽しめない

国際宇宙ステーション（ISS）などの無重力下（正確には微小重力下）でも、コーヒーを飲むことはできるのでしょうか。

もちろん、簡単に飲むことができます。

他の飲料と同じく、パックの中にコーヒーを閉じ込め、ストローで吸えばよいのです。

しかし、ISSに1年余り滞在したNASAの宇宙飛行士ドナルド・ペティット氏は、「パックとストローで液体を飲むことは、それほど楽しいものではない」と伝えています。

「コーヒーを飲む」ことに関しては、特にそう言えるかもしれません。

宇宙で自撮りを。そんな事が、メインではなく、コーヒーの話。私はコーヒーが大好きで、地球ではほぼ毎日飲んでいたのですが、今は飲みません。美味しくないんです。気づきました！私はコーヒーの香りが好きだったことに。パック＋ストローでは。。。 pic.twitter.com/GVBDewmo6t

— 油井亀美也　Kimiya.Yui (@Astro_Kimiya) August 20, 2015

私たちがコーヒーブレイクに求めているのは、ただコーヒーを胃の中に流し込むことではないのです。

まずコーヒーの注がれたカップを持ち上げて香りを楽しみます。

次にカップを傾け、“ズズズッ”とコーヒーをすすり、ホッと一息つく。

この一連の動作がとても大切なのです。

「いつものように」カップを傾けてコーヒーを飲むには、重力が必要。 / Credit:Canva,ナゾロジー編集

しかし、「カップを傾けて飲む」という動作は、上図のように重力のある環境だからこそできることです。

重力が働くからこそ、カップを傾けてもコーヒーの面は水平を保っており、私たちは、カップの縁からこぼれそうになるコーヒーをすすることができるわけです。

また無重力下では、カップにコーヒーを注ぐことはできても、コーヒー（液体）は、カップの壁を濡らしながら、外にはい出てしまいます。

注ぐ勢いが強ければ船内のあちこちに水球が飛び散ることもあるでしょう。

カップにへばりつくコーヒー（左）と、カップの外にあふれ出て船内をさまようコーヒー（右） / Credit:SciNews（YouTube）_How to Drink Coffee in Space – ISSpresso &Zero-G Coffee Cup（2015）

もしくは、表面張力により、液体がカップの底や内側に張り付いたたまになり、カップを傾けてもなかなか飲むことができないかもしれません。

つまり宇宙飛行士たちが「いつものように」コーヒーブレイクを楽しむことは簡単ではないのです。

それでもNASAは、「スペースカップ」と呼ばれる特殊なカップを開発することにより、無重力下でも「カップを傾け、コーヒーをすする」ことを可能にしました。

無重力下でもコーヒーを楽しめる「スペースカップ」

NASAが開発したスペースカップ（またはキャピラリーカップ）は奇妙な形状をしていますが、この形状には宇宙でコーヒーをすするための秘密が隠されています。

このカップは、表面張力によって液体が細い隙間を移動する「毛細管現象」を利用しています。

毛細管現象の身近な例としては、細い管の中を重力に逆らって水がのぼることや、ティッシュに水がしみ込んでいくことなどが該当します。

そしてスペースカップでは、飲み口に向かって全体の形状が細くなっているのが分かりますね。

スペースカップでは、この細い部分で、表面張力の作用により毛細管現象が起こるようになっています。

スペースカップで「すする」宇宙飛行士 / Credit:NASA（YouTube）_Open Science: Space Coffee Cup（2016）

結果として、重力が無くても、コーヒーが飲み口に流れていくのです。

後は、少し広がった飲み口にたまるコーヒーを「ズズズッ」とすすることで、まるで地上にいる時のようにコーヒーを楽しむことができるというわけです。

Having a nice cup of coffee looks slightly different in space… Check it out! #MissionMinerva #CoffeeBreak #SpaceTok @esa @esaspaceflight @Space_Station pic.twitter.com/Z68rXcPZgx

— Samantha Cristoforetti (@AstroSamantha) October 12, 2022

またスペースカップを用いると、パック＋ストローではあまり感じられなかった「コーヒーの香り」も楽しむことができるのだとか。

宇宙でのコーヒーは美味しくなかった。これだけで話は終わりませんよ（笑）。以前紹介した毛細管現象と表面張力を利用したスペースカップ。これで、同じコーヒーを飲んでみたら？美味しい！コーヒーの味と香りを楽しみながら見る地球。科学の力を実感！ pic.twitter.com/khxQk3hsgE

— 油井亀美也　Kimiya.Yui (@Astro_Kimiya) August 21, 2015

もちろん、その涙型の縁と全体の形状により、慎重にコーヒーを注ぐなら、コーヒーがカップからあふれ出ることもありません。

そしてこの発明は特許も取得されており、現在ではプラスチック製のほかに陶磁器製のスペースカップも存在するようです。