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うちゅうでも えんぴつは つかえるの? NASAも ソれんも 同じ ペンを 買った 話

無重力で鉛筆は使えるのか ── NASAもソ連も同じ民間製のペンを買っていた

NASAもソ連も買ったスペースペン ── 無重力下で鉛筆が避けられた理由と、通説の検証

分野:宇宙・天文

宇宙うちゅうの 無重力むじゅうりょくでも、鉛筆えんぴつは ふつうに 書けます。それなのに、宇宙うちゅう船では 長い あいだ さけられて きました。しかも、「NASAは 高い ペンを 作り、ソれんは 鉛筆えんぴつを 使った」という 有名な 話は、本当では ありません。じっさいには、NASAも ソれんも、会社が 作った 同じ ペンを 買って いました。

書けるのに、鉛筆えんぴつの 何が こまるのでしょうか。有名な 話は、どこが ちがうのでしょうか。それが 分かります。

無重力でも、鉛筆は紙にこすれば書けます。それでも宇宙船では、長いあいだ鉛筆が避けられてきました。そして「NASAは高価なペンを開発し、ソ連は鉛筆で済ませた」という有名な話は、事実とちがうと指摘されています。ペンを作ったのはNASAではなく民間の会社で、NASAもソ連も、その会社のペンを買っていました。

書けるはずの鉛筆の、何が宇宙船で問題になるのでしょうか。では、あの有名な話は、どこまでが本当なのでしょうか。鉛筆の問題点と、ペンの本当の来歴が分かります。

無重力下でも、鉛筆は紙にこすれば書ける。それでも宇宙船では鉛筆が避けられてきた。問題は書けるかどうかではなく、書いたあとに出る芯の粉や木くずが船内を漂うことにある。しかも「NASAは巨費でペンを開発し、ソ連は鉛筆で済ませた」という通説は、PolitiFactが誤りと判定している。スペースペンを自費で開発したのは民間のフィッシャー・ペン社で、NASAもソ連も、そのペンを購入していた。

では、鉛筆のどの性質が、宇宙船内で具体的な危険と見なされたのか。通説は事実のどこを取りちがえているのか。複数の資料から、その二つが分かる。

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1. 鉛筆えんぴつは、宇宙うちゅうで 書けるの?

1. 鉛筆は無重力でも書ける。こまるのは「書いたあと」

1. 書けることと、使えることは別である

無重力むじゅうりょくで、鉛筆えんぴつは 書けるのでしょうか。答えは、書けます。鉛筆えんぴつは、紙に 芯しんを こすりつけて 書く 道具です。インクが 下へ 流れる 必要ひつようが ありません[1]。

こまるのは、書いた あとです。芯しんが ポキッと 折おれると、折おれた 先が とんで いきます。書く ときに 出る 黒鉛こくえんの 細かい 粉こなや、けずった 木くずも、船の 中を ふわふわ ただよいます[1]。

地上なら、粉こなは つくえの 上に 落ちます。無重力むじゅうりょくでは 落ちません。いつまでも 空気の 中に のこります。では、ただよう 粉こなの 何が、そんなに こまるのでしょうか。

無重力で鉛筆は書けるのか。答えは、書けます。鉛筆は紙に芯をこすりつけて線を残す道具で、インクが重力で下りてくる必要がありません[1]。

問題は、書いたあとに出るものです。芯が折れると、先が飛んでいきます。書くときには、黒鉛の細かい粉や木くずも出ます。これらが船内を漂うことが、避けられてきた理由の中心です[1]。

地上なら、粉は机の上に落ちて、拭けば済みます。無重力では落ちる先がありません。細かい粉は、空気の流れに乗って船内のあちこちへ運ばれます。では、漂う粉の何が、具体的な問題になるのでしょうか。

無重力下で鉛筆は書けるのか。書ける。鉛筆は芯を紙面にこすりつけて黒鉛を残す筆記具で、ボールペンのようにインクが重力で供給される必要がない[1]。

問題は、書いたあとに生じるものにある。芯が折れて先が飛ぶ。筆記のときに黒鉛の微細な粉が出る。削ったときには木くずも出る。これらは地上では机に落ちるが、無重力では落下せず、船内の空気中に長く残って漂う[1]。避けられてきた理由は、筆記能力の不足ではなく、副産物の扱いにくさである。

では、漂う粉や木くずは、船内で具体的にどんな危険と見なされたのか。

2. ただよう 粉こなの 何が、こまるの?

2. 黒鉛の粉は電気を通し、木は燃える

2. 導電性と可燃性 ── 粉と木が問題になる二つの理由

こまる 理由は 2つ あります。

1つ目は、黒鉛こくえんが 電気を 通す ことです。目に 見えない ほどの 粉こなが、機械きかいの すきまに 入りこむと、機械きかいが こわれる もとに なりうると 説明せつめいされます[1]。

2つ目は、もえやすい ことです。木の ぶぶんや 黒鉛こくえんは、船の 中に あると 心配な ものと 見られました。アメリカでは、1967年に アポロ1号の 地上での 試験しけん中に 火事が ありました。そのあと NASAは、船の 中の もえやすい ものを へらす ほうへ 動きました[2]。

ただし、鉛筆えんぴつの 粉こなで じっさいに機械きかいが こわれたという 記録きろくは、今回 調べた 資料しりょうには ありません。あくまで 「起こりうる 心配」として 説明せつめいされて います。

理由は、大きく二つあります。

一つ目は、黒鉛が電気を通すことです。鉛筆から落ちる黒鉛の微小な粒子は、電気を通します。そうした粒が精密な機器のすきまに入りこむと、故障の原因になりうる、と説明されています[1]。

二つ目は、燃えやすさです。鉛筆の木の部分や黒鉛は、船内に置きたくない可燃物と見られました。1967年のアポロ1号の地上試験中の火災のあと、NASAは船内の可燃物を減らす方向に動いたと伝えられています[2]。

ただし、鉛筆の粉が実際に機器の故障を起こした記録は、今回あたった資料には見あたりません。あくまで、起こりうる危険として説明されています。

書くたびに粉を出す鉛筆は、そう見ると、無重力の船内には不向きな道具に見えてきます。では、代わりの筆記具は、どうやって決まったのでしょうか。出発点には、「高すぎる鉛筆」と批判された注文がありました。

理由は二つ整理できる。一つ目は導電性である。黒鉛は電気をよく通す物質で、筆記時に剥がれる微小な粒子が精密機器の隙間に入りこむと、故障の原因になりうる[1]。

二つ目は可燃性である。鉛筆の木部や黒鉛は、船内に置きたくない可燃物と見なされた。1967年のアポロ1号の地上試験中の火災の後、NASAが船内の可燃物を減らす方向に動いたことが、紹介されている[2]。ただし、火災と鉛筆の関係は、この資料では「燃えやすいものを避けたかった」という背景の説明にとどまる。

注意したいのは、いずれも「起こりうる危険」の説明だという点である。粉が実際に船内機器の故障を引き起こした例は、紹介されていない。無重力で粉が落下しないという条件が、小さなリスクを無視できなくする、という論理である。

では、そのとき代わりの筆記具は、どのように調達されたのか。出発点には、高すぎると批判された鉛筆の注文があった。

3. 「高すぎる 鉛筆えんぴつ」は、どうして 議員ぎいんの 手紙に なったの?

3. 「高すぎる鉛筆」の注文は、議員の手紙を呼んだ

3. ジェミニ計画の機械式鉛筆と、議会への手紙

NASAは 1965年、ジェミニ計画けいかくの ために、機械きかい式の えんぴつを 34本 発注はっちゅうしました。おかねは ぜんぶで 4382ドル50セント。1本 あたり およそ 129ドルです[2]。

これが 「高すぎる」と 言われました。ニューヨーク州の 議員ぎいんが、NASAの ちょうかんに 手紙を 出して、くわしい 調査ちょうさと、なぜ その ねだんが 正しいのかの 説明せつめいを もとめたと つたえられて います[3]。

ここで 気を つけたい ことが あります。この 高い 買い物は、「ペン」ではなく、機械きかい式の えんぴつでした。では、ペンは だれが、どう 作ったのでしょうか。

1965年、NASAはジェミニ計画のために、機械式えんぴつを34本発注しました。総額は4,382.50ドルで、1本あたり約129ドルです[2]。34本の総額と1本の値段を、取りちがえないようにしたい数字です。

この値段は、高いと批判されました。ニューヨーク州選出の下院議員が、NASAの長官に宛てて、高価な鉛筆についての調査と、値段が妥当な理由の説明を求めた、と紹介されています[3]。

ここに、有名な話の最初のずれがあります。この騒ぎの主役は、ペンではなく機械式えんぴつでした。「高い筆記具」の話と、「高いペン」の話は、別の出来事です。

では、スペースペンは、いつ、だれが、いくらかけて作ったのでしょうか。

船内で使える筆記具をめぐる最初の騒ぎは、ペンではなく機械式えんぴつをめぐって起きた。NASAはジェミニ計画用に34本を発注し、総額は4,382.50ドル、1本あたり約129ドルだった[2]。34本の総額と1本の値段は取りちがえやすいので、割り算で確かめておく。4,382.50÷34=128.89…で、資料の数値と合う。

この価格は批判を招いた。ニューヨーク州選出の下院議員がNASA長官に宛てて、高価な鉛筆の調査と、価格が妥当である理由の説明を求めている[3]。

ここで、広まっている話とのずれが一つ見える。通説では「NASAの高価な開発」はペンの話だが、記録に残る高価な注文は機械式えんぴつであり、開発費を払った例ではなく、完成品の発注だった。

では、スペースペンの開発費は、だれが出したのか。

4. スペースペンは、だれが お金を 出して 作ったの?

4. スペースペンは、会社が自分のお金で作った

4. フィッシャーの自費開発と、重力に頼らない機構

スペースペンを 作ったのは、フィッシャー・ペン会社かいしゃの ポール・フィッシャーです。開発かいはつに かかった お金は、会社が 自分で 出しました。NASAは 出して いません[5]。会社は およそ 100万ドルを かけたと ほうじられて います。

しくみは こうです。ペンの 中の インクの 入れものに、ちっそという 気体を つめて あります。その 力が、インクを ペン先へ おします[4]。インクは、ふだんは ねばっとして います。ところが ボールが 回ると だけ 流れ出す 性質せいしつを もって います。

だから、上向きでも、とても 暑い 所や 寒い 所でも 書けるように、NASAが 試験しけんを しました[4]。ふつうの ボールペンは、無重力むじゅうりょくでは インクが 下りにくいと 説明せつめいされます[6]。スペースペンは、そこを 工夫くふうした ペンです。

スペースペンを開発したのは、フィッシャー・ペン社のポール・C・フィッシャーです。開発費は会社が自分で出しました。NASAも議会も、費用を出していません[5]。会社は約100万ドルを投じたと報じられています。ただし、この金額は報道による数字で、確定した値としては扱えません。

しくみは、重力に頼らない設計です。インクの入ったカートリッジに、窒素ガスで圧力がかかっています。この圧力が、小さなピストンを通してインクを押します[4]。インクには、動かすとゆるむ性質(チキソトロピー性)があり、ボールが回るときだけ流れ出します[4]。

ふつうのボールペンは、インクが重力でペン先へ下りる前提です。日本語の解説では、無重力ではインクが下りにくく、ペン先まで届きにくくなると説明されています[6]。スペースペンは、この前提を外した設計で、上向きでも、極端な暑さや寒さでも書けるかをNASAが試験しています[4]。

NASAは1967年に試験のうえ、採用を決めたと紹介されています。実際に宇宙へ行ったのは、1968年10月のアポロ7号からとされます[4]。

では、このペンを、NASAとソ連は、それぞれどう手に入れたのでしょうか。

スペースペン(AG-7)は、フィッシャー・ペン社のポール・C・フィッシャーが自費で開発した。NASAも議会も開発費を出していない[5]。同社は約100万ドルを投じたと報じられているが、これは報道ベースの数字で、確定値としては扱わない。

機構は、重力に依存しない設計になっている。窒素で加圧した密閉カートリッジが、小さなピストンでインクを押す。インクはチキソトロピー性(力を加えると柔らかくなる性質)をもち、静止時は粘り、ボールが回転した瞬間だけ流れ出す[4]。従来のボールペンはインクが重力でペン先へ下りる前提で、微小重力ではインクが下りにくくなると日本語の解説でも説明される[6]。この前提を外すことで、あらゆる向きと極端な温度でも書ける設計とされる[4]。

NASAは試験を行い、1967年に採用を決めたとされ、実際の初使用は、1968年10月のアポロ7号以降のNASA有人ミッションである[4]。ただし、打ち上げの日付そのものは資料間で表記が異なるため、「1968年10月」とだけ書いておく。

ここまでで、「NASAが巨費で開発した」という説明には疑いが生じた。では、通説のもう半分、「ソ連は鉛筆で済ませた」はどうか。

5. 「NASAは 高い ペン、ソれんは 鉛筆えんぴつ」は、本当なの?

5. 「NASAは高いペン、ソ連は鉛筆」は、どこがちがうのか

5. 通説の検証 ── 二つの宇宙機関と、同じ民間製のペン

この 有名な 話は、本当では ありません[5]。

ひとつ目。ペンの 開発かいはつのお金は、NASAでは なく 民間みんかんの 会社が 出しました。ふたつ目。はじめの うちは、アメリカも ソれんも、鉛筆えんぴつの ような 筆記具を 使って いたと 説明せつめいされて います[5]。

そして 1969年、ソれんも フィッシャーの ペンを 100本、インクの 入れものを 1000本 買ったと つたえられて います[5]。つまり、2つの 国は 同じ 会社の ペンを 買って いたのです。

NASAが 買った ねだんは、資料しりょうに よって 1本 数ドルと ばらつきます。ペンが ものすごく 高かったわけでは ない、という 点は 同じです[3]。

この話は、PolitiFactが「誤り」と判定しています[5]。ちがう点は、整理すると三つです。

一つ目。ペンの開発費を出したのは、NASAではなく会社でした。二つ目。初期の宇宙飛行では、アメリカの飛行士もソ連の飛行士も、鉛筆のような筆記具を使っていたと説明されています[5]。ソ連については、油性の芯のグリースペンシルを使ったとされます。これは黒鉛の鉛筆と同じものではありません。

三つ目。ソ連は1969年に、フィッシャーのペン100本とインクカートリッジ1,000本を購入し、ソユーズで使ったと伝えられています[5]。

NASAがペンを買った値段は、資料によって2〜6ドルほどと食いちがっています[3]。1本の値段は書き分けませんが、確認できた記載では数ドル程度とされています。先ほどの機械式えんぴつが1本約129ドルだったのと比べると、ペンのほうがずっと安い買い物でした。

つまり、有名な話は、実際には「NASAも、ソ連も、会社が作ったペンを買った」という話だったのです。

この通説は、PolitiFactが「False(誤り)」と判定している[5]。ずれは三点ある。

第一に、開発費。スペースペンの開発は民間資金で、NASAも議会も費用を出していない。第二に、初期の運用。米ソとも、初期には鉛筆系の筆記具を使ったとされる[5]。ソ連についてはグリースペンシル(油性の芯の鉛筆)を使ったと一つの資料が伝えるが、これは黒鉛の鉛筆とは別物である。

第三に、調達。ソ連は1969年にフィッシャーのペン100本とインクカートリッジ1,000本を購入し、ソユーズで使ったと伝えられる[5]。つまり、米ソは同じ民間製のペンを買った。

NASAの購入価格は、資料によって約2.39ドル、2.95ドル、4ドル、6ドルなど食いちがっている[3]。1本の値段としては断定せず、「数ドル」にとどめる。確認できた記載では、どれもペンを数ドル程度としている。第3章の機械式えんぴつは1本約129ドルで、ペンの価格2〜6ドルの約22〜65倍にあたる。

通説が広まった理由は、資料からは断定できない。「高価な鉛筆」の騒ぎと、「民間製のペン」の採用という、別々の二つの出来事が一つの話に重なった可能性はあるが、これは推測の域を出ない。

6. 今の 宇宙うちゅうでは、何を 使って いるの?

6. 今の宇宙では、何で書いているのか

6. 現在の筆記具と、確かめられること

いまの こくさい宇宙うちゅうステーション(ISS)では、木の 鉛筆えんぴつでは なく、機械きかい式の えんぴつや ペンが 使われて いると 紹介しょうかいされて います[1]。「鉛筆えんぴつは ぜったい 禁止きんし」では ありません。粉こなが 出にくい 道具を えらんで いる、という ことです。

やってみよう。白い 紙に 鉛筆えんぴつで 黒く こく 書いて、紙を そっと ななめに かたむけます。紙の 上の 黒い 粉こなが、すべって 落ちる ようすを 見てください。この 粉こなが 落ちずに ふわふわ ういて いたら、と 想ぞうして みましょう。たたいたり 息を ふいたり して、粉こなを まい上げては いけません。

もっと 知りたい 人は、ふだん 使って いる ボールペンを 上向きに 持って、書いて みましょう。どう なるかは、ペンに よって ちがいます。

いまの国際宇宙ステーション(ISS)では、木の鉛筆ではなく、機械式えんぴつやペン類が使われていると紹介されています[1]。「鉛筆は一切禁止」というわけではなく、粉や木くずが出にくい道具が選ばれている、と読めます。

家でも、小さな確かめができます。やってみよう。白い紙に鉛筆で黒く濃く書き、その紙をそっと斜めにかたむけます。紙の上の黒い粉がすべり落ちる様子を観察して、それが落ちずに漂う船内を想像してみましょう。たたいたり息をふいたりして、粉を舞い上げてはいけません。

もう一つ。ふだんのボールペンを、上向きにして書いてみます。書けるかどうかは、ペンの種類によって変わります。スペースペンが「どの向きでも書ける」設計になっている理由を、手で感じる入り口になります。

有名な話の裏にある、民間企業の自費の開発と、NASA・ソ連の購入の記録は、PolitiFactやThe Space Review、NASAのSpinoffの記事にあります。原典を開くと、数字の食いちがいも、自分の目で確かめられます。

現在のISS(国際宇宙ステーション)では、木の鉛筆ではなく、機械式えんぴつやペンが使われていると紹介されている[1]。鉛筆が一律に禁止されたわけではない。「粉や木くずが出にくい道具が選ばれている」と理解するのが、資料と整合する。

自分で確かめられることは二つある。一つは、鉛筆で濃く書いた紙をそっと斜めにかたむけ、すべり落ちる粉を観察することである。無重力ではこの粉が落ちないという条件を、想像で補える。たたいたり息をふいたりして、粉を舞い上げてはいけない。

もう一つは、ふだんのボールペンを上向きに持って書いてみることである。インクが重力で下りる構造のペンは、上向きで書けなくなることがある。結果はペンの種類で異なる。スペースペンの加圧カートリッジが何を解決しているのかが、手の感覚から分かる。

原典を読むと、より細部が分かる。NASAのSpinoffの記事は、機構と試験条件を紹介している。PolitiFactの判定記事は、通説の検証過程を示している。購入価格の食いちがいも、原典に当たれば自分の目で確かめられる。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

出典について:鉛筆の危険性とISSでの現状は科学解説記事、ジェミニ計画の鉛筆の価格は報道・解説記事、スペースペンの機構と採用はNASAの公式解説、「通説」の判定は事実確認記事を使った。何に使ったかは、それぞれの項目の最後に書いている。

  1. ScienceAlert "Why Wouldn't NASA Want to Use Pencils in Space?". https://www.sciencealert.com/why-wouldnt-nasa-want-to-use-pencils-in-space-heres-the-true-story (鉛筆が宇宙船で避けられた理由、ISSの現状について)
  2. Scientific American "Fact or Fiction: NASA Spent Millions to Develop a Pen That Would Write in Space, whereas the Soviets Used a Pencil". https://www.scientificamerican.com/article/fact-or-fiction-nasa-spen (アポロ1号後の可燃物への姿勢、機械式えんぴつの発注額について)
  3. The Space Review "Pencil/pen" 関連記事。 https://thespacereview.com/article/613/1 (議員の調査要請、ペンの購入価格のばらつきについて)
  4. NASA Spinoff "Space Pens". https://spinoff.nasa.gov/space-pens (スペースペンの機構、試験、初使用について)
  5. PolitiFact「NASA did not spend over $165 million on a space pen」(2019年5月21日)。 https://www.politifact.com/factchecks/2019/may/21/facebook-posts/no-nasa-did-not-spend-over-165-million-space-pen-w (開発費の出どころ、ソ連の購入、通説の判定について)
  6. ナゾロジー「宇宙で鉛筆が使われなかった理由」。 https://nazology.kusuguru.co.jp/archives/128606 (無重力でのボールペンのインクの問題について)

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