タイタン潜水艇を破壊した「壊滅的な爆縮」とは何だったのか?専門家が解説

The Conversation
投稿日
2023年6月23日 12:02
oceangate titan

行方不明となっていたタイタン潜水艇の4日間にわたる捜索が悲劇的な結末を迎えた。この潜水艇はタイタニック号の沈没船に向かって航海中のある時点で「壊滅的な爆縮」を起こし、5人の乗客全員が即死していたことが報告されている。

タイタニック号の船首から約500メートル離れた海底で、潜水艇のさまざまな部分の「5つの異なる主要な破片」からなる破片場が遠隔操作艇によって発見された、と関係者は述べた。

これらの発見は、タイタニック号が降下を開始した同じ日に「爆縮と一致する」音響信号が米海軍によって検出されたという以前のニュースと一致している。

海軍の海底センサーは、母船との通信が途絶えたタイタン号が潜水していた一般区域でこの信号を検出した。当時、この信号は「確定的なものではない」とされていた。

「壊滅的な爆縮」とは何か?

爆縮は実際に潜水初日に起こったと推測出来るが、おそらく母船との交信が途絶えたのと同時ではないだろう。しかし、なぜ起こったのか?

すべてではないにしても、深海で活動する潜水艇や潜水艦のほとんどは、降伏強度の高い単一の金属材料でできた圧力容器を備えている。比較的浅い深度(おおよそ300m未満)では鋼鉄、より深い深度ではチタンが一般的だ。

チタンや厚い鋼鉄製の圧力容器は通常球形で、タイタニック号の沈没船のある水深3,800mで予想される破砕圧力に耐えることができる。

しかし、タイタン号は違った。圧力容器はチタンと複合炭素繊維の組み合わせでできていた。深海潜水という観点からすると、チタンと炭素繊維は全く異なる特性を持つ素材であるため、構造工学の観点からすると、これはやや珍しいことである。

チタンは弾性があり、大気圧に戻っても測定可能な永久ひずみが残ることなく、広範囲の応力に適応できる。圧力に適応するために収縮し、その力が緩和されると再び膨張する。一方、炭素繊維複合材ははるかに硬く、同じような弾力性はない。

圧力下での動的挙動が同じでないこの2つの技術の組み合わせで何が起こったかについては、推測するしかない。

しかし、ほぼ確実に言えることは、これらの材料の違いによって、何らかの完全性の喪失があっただろうということだ。複合材料は、補強材の層が分離する「層間剥離」を起こす可能性がある。

これにより欠陥が生じ、水中圧力によって瞬時に内破したのだろう。1秒も経たないうちに、3,800メートルの水柱の重さに押された船は、四方から崩れ落ちただろう。

最後の瞬間

すべてが完璧に設計され、製造され、テストされると、あらゆる方向から加えられる全体的な圧力に耐えることができる、完璧に近い形状が出来上がる。このシナリオでは、材料は「呼吸」することができる。タイタンの爆縮は、これが起こっていなかったことを意味する。

爆縮そのものは、20ミリ秒以内に全員を死に至らしめただろう。実際、人間の脳はこのスピードで情報を処理することさえできない。このニュースは衝撃的だが、タイタンの乗客が恐ろしく長引く最期を迎えることはなかったであろうことは、いくらか心強いことかもしれない。

著:藤倉克則, 著:木村純一, 著:海洋研究開発機構, 編集:藤倉克則, 編集:木村純一

本記事は、Eric Fusil氏によって執筆され、The Conversationに掲載された記事「What was the ‘catastrophic implosion’ of the Titan submersible? An expert explains」について、Creative Commonsのライセンスおよび執筆者の翻訳許諾の下、翻訳・転載しています。



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