タイタン事故で見逃された致命的損傷の正体

潜水艇タイタンの姿（画像：NTSB／OceanGate）

2023年6月18日に発生した、沈没船タイタニック号見学ツアー用潜水艇「タイタン」の圧壊事故に関する、アメリカ国家運輸安全委員会（NTSB）の調査報告書が10月中旬に公開された。

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乗員5人が命を落としたこの事故は、タイタンに設計上の問題があったことに加え、事故を起こした調査潜水に至るまでに船体の適切な検査をしていなかったことが原因だとNTSBの報告書は結論づけている。

事故の概要と報告書の結論

この事故は北大西洋でタイタニック号の沈没現場へ降下する途中に発生し、搭乗していたオーシャンゲートのストックトン・ラッシュCEO、「ミスター・タイタニック」と呼ばれたフランスの潜水探検家ポール＝アンリ・ナルジョレ氏、イギリスの冒険家ハミッシュ・ハーディング氏、そしてパキスタンの実業家シャーザダ・ダウード氏とその息子スレイマン・ダウード氏がその命を落とす最悪の結果を招いた。

NTSBの報告書は、タイタンの設計に関して「複数の欠陥を含む炭素繊維複合材を用いて耐圧シェルが製造され、必要な強度と耐久性の要件を満たさなくなった」と述べている。そして、タイタンを所有するオーシャンゲート社は、タイタンに対して適切な検査を実施しておらず、その真の耐久性を把握していなかったと結論づけた。

では、オーシャンゲートはなぜ、そのような問題を根本的に解決しないまま潜水艇の運用を続けたのだろうか。

設計開発段階で潜んでいた問題

タイタンの基本的な構造は、人が乗り込む耐圧シェルに、潜水航行に必要な推進機能を付け加えた格好をしている。耐圧シェルは円筒型の部品と、その両端に蓋をするドーム型のエンドキャップと呼ばれる部品で構成され、円筒部の両端にチタン製のフランジ部品を接着し、これにエンドキャップをボルト留めするようになっていた。

タイタンの構造図（画像：NTSB）

円筒部の肉厚は114mm、エンドキャップの厚みは83mmと記録されている。また、船体前方のエンドキャップには直径380mmのアクリル製ののぞき窓がはめ込まれていた。

ラッシュCEOは設計段階で、この円筒型の部品に潜水艇に一般的に用いられる金属材料ではなく、炭素繊維を積層して固めたカーボンコンポジット材を採用することに固執した。

カーボンコンポジット材は、酸素や水蒸気への暴露、圧力や温度変化によって疲労が蓄積し、劣化が進行してしまう特性があるという。これが、一般的に潜水艇の耐圧シェルのパーツにカーボン素材が使われない理由だ。しかし、ラッシュCEOは設計を担当した技術者の指摘を無視し、あくまでカーボンにこだわった。

NTSBは、当時のオーシャンゲート幹部の証言から、ラッシュCEOがカーボンファイバーを選んだ理由は、それが「引張りよりも圧縮に強い」ことに加え、他の素材に比べ軽量である利点から運搬や進水、船上への引き揚げに専用の船を必要とせず、輸送も容易でより多くの人員を乗せられると考えていたからだと述べている。

オーシャンゲートは、2021年にタイタンの胴体部分で耐圧シェルとなる部分を新しく作り直している。最初の耐圧シェルで作られたタイタンは、2018年から2019年にかけて合計48回実施された無人潜水テスト（最大想定水深への潜航も含まれる）のうち、42回目以降の複数回で亀裂音が生じたことが確認され、その後48回目のテストで小さいながらクラック（ひび割れ）が船体表面に発見されたからだ。

当時のオーシャンゲートの技術主任はこの亀裂を調べ、カーボンコンポジット内部で積層した素材が剥がれる「層間剥離」と呼ばれる現象が発生していることを確認した。

カーボンコンポジット素材は、一度損傷が生じてしまうと修復が難しい。また亀裂が生じれば、そこから水や空気の侵入による酸化などが起こり劣化が進行する性質がある。そのため当時の技術主任は、タイタンをそれ以後の潜水に使用することは不可能だとラッシュCEOに伝え、安全上の懸念から2019年後半に予定されていた初のタイタニックへの有人調査潜水もできないと警告した。

しかし、この警告を受け入れようとしなかったラッシュCEOは、技術主任を解雇してしまう。その後、オーシャンゲートは当時ノースロップ・グラマンがメリーランド州アナポリスで運営していた深海試験施設にタイタンを持ち込んで検査を行った。その結果、前の技術主任が言ったように耐圧シェルが劣化しているのが確認された。この段で、ようやくラッシュ氏は有人調査潜水の中止を決定し、耐圧シェルを新しく作り替えることを決めたという。

事故の予兆だった「大きな音」

前技術主任が安全性に関する指摘をしていたにもかかわらず、ラッシュCEOは新しい耐圧シェルもカーボン素材で製造することにこだわった。一方、耐圧シェルの両端部を閉じるエンドキャップは、既存のものを使い続けることにした。

新しい耐圧シェルで再構築されたタイタンは2021年に完成した。そしてタイタニック号の沈没現場への到達に必要な水深3840mをわずかに上回る、4200mまでの潜水に耐えられることも、複数回の試験によって確認された。

その後の記録によれば、2021年から2023年にかけて、タイタンは13回にわたってタイタニック号の沈没現場への調査潜水を行い、いずれも成功している。ただ、この間の2022年に行われた、タイタン潜水艇にとって通算80回目の調査潜水では、タイタニック号の沈没現場から帰還するために浮上中のタイタンから、いつもとは異なる「大きな音」がした。

タイタンには、耐圧シェルの構造的健全性を監視する「リアルタイムモニタリング （RTM） システム」が搭載されていた。これは物質に亀裂や変形が発生したときに発生する弾性波を検出するアコースティックエミッション（AE）センサーと、円周方向および縦方向のひずみを検出するゲージを、それぞれ8つずつタイタンの各部に装着して構成されるものだ。そして、その計測データはコンピューターに継続的に記録され、あらかじめ設定された閾値を超える音が船体から発生した場合に警告を発する。

80回目の調査潜水での音は、このRTMシステムの閾値を完全に超えており、破裂するような音響データと、一部のひずみセンサーの指示値の急上昇を記録していた。

NTSBは、それ以降の調査潜水におけるRTMシステムのデータも確認したが、この80回目を境にして音響データの波形と、一部のひずみセンサーが記録したデータに多くの変化があったという。

そして、潜水艇タイタンは通算88回目の潜水で事故に至った。NTSBが事故後に引き揚げたタイタンの調査では、5層のカーボン積層構造のうち、第1層と第2層および第3層と第4層の間に空隙の発生が見られた、剥離によって生じた空隙には、摩擦と摩耗粉が堆積しており、それはタイタンが圧壊する前に、耐圧シェルのカーボン素材に層間剥離が発生して問題が進行していたことを示していた。

事故後に引き揚げられた耐圧シェルの層間剥離の様子（画像：NTSB）

これらの証拠から、NTSBはタイタンの耐圧シェルが通算80回目の潜水終了時に浮上した際、シリンダーの接着層間の空隙からひとつ以上の層間剥離が発生し、その結果耐圧シェルの劣化と強度低下が発生した可能性が高いと結論づけている。

通算81回目と82回目のタイタニック号への調査潜水は無事に完了している。つまり、80回目の潜水で発生した層間剥離はまだ強度的にタイタンの圧壊につながるほどの損傷ではなかった。だが、その次にタイタニック号へと赴いた（そして事故になった）88回目までの間に、耐圧シェルではさらに損傷が進行したはずだ。

海底で発見されたタイタンの残骸（画像：NTSB／Pelagic Research Services）

オーシャンゲートは、83回目の潜水終了から事故発生までの間にタイタンの取り扱いに複数の変更を加えていた。これが耐圧シェルの損傷を進行させた可能性がある。まず事故発生前の冬には、保管にかかるコストを減らすためにタイタンをカナダの屋外に放置していたことがわかっている。その間、タイタンの耐圧シェルは、毎夜氷点下にもなる極端な温度変化に晒された。

2022年の冬期にタイタンがカバーも掛けずに置かれていたカナダ・セントジョンズの屋外駐車場（画像：NTSB／A. Harvey）

また2023年の調査では、タイタンは従来の探査のように支援船上に搭載されるのではなく、支援船の後方に設置されたLARS（陸揚げ・進水システム）で曳航された。

タイタンを固定し船上に搭載されたLARS（画像：NTSB／SGarry Comber）

この曳航距離は外洋で約2900マイルにも及んでいだ。このような場合、タイタンは振動、衝撃荷重、転覆などの影響に曝され、船体に曲げやたわみ、せん断、側方からの衝撃を受ける可能性があったと考えられる。NTSBの報告書では、実際にタイタンをLARSに載せて曳航している最中に、曳航ケーブルの偏りによりLARSが大きく傾いている写真がみられる。

タイタン曳航中、LARSが大きく傾いている様子（画像：NTSB／Steven Taragel）

これらの損傷や劣化の蓄積が、タイタンの耐圧シェルの健全性や安全性にどのような影響を与えるかについてラッシュCEOは理解していなかった（もしくは意図的に無視していた）と考えられる。NTSBは、ラッシュ氏が問題を軽視し続け、RTMシステムのデータ分析に欠陥があったせいで、直ちに運用を停止する必要があることを認識できず、最終的に船体の圧壊につながる局所的な座屈破壊を引き起こした可能性が高いとした。

事故発生時の対応にも不備

ほかにも、NTSBはオーシャンゲートが緊急事態における捜索救助の規定を含む対応基準（NVIC 05-93）に従っていなかったことを指摘している。オーシャンゲートの元幹部によると、この業界では潜水の現場またはそれに近い場所に2台目の有人潜水艇または水中ドローンを用意するものであり、緊急時の救助訓練を実施しておくのが慣例だという。

もし、同社がこの慣例に従っていれば、潜水艇が自力で浮上できない場合に備えて、調査潜水の日時にあわせて事前に適切な救助対応の準備や人員のスタンバイをしておくことができたはずだ。

NTSBによれば、オーシャンゲートは調査潜水の計画に、緊急の際に通報すべき捜索救助当局を記載していた。だが、潜水作業前の事前連絡や、現場における緊急時対応手段の準備は義務づけていなかった。そのため、事故発生時に水上の従業員は捜索や救助のために取り得る手段がなかった。

NTSBによる結論と改善の提案

もし、これまでに述べたような緊急時対応の備えをしていれば、事故発生からタイタンの船体の発見はより速やかに行えていた可能性は高い。もちろんあの事故で乗員を救うことは実質的に不可能ではあったが、船体発見までの時間とリソースを節約することはできただろうとNTSBは結論づけている。

タイタンの捜索に携わった周辺の船舶（画像：NTSB）

一方、沿岸警備隊による事故対応の主導と努力は、突然の通報にもかかわらず効果的に行われ、可能な限り速やかにタイタンの船体を発見することができたとした。

事故が起こったことについては、現在のアメリカの小型旅客船舶規制では、タイタンのような小型潜水艇の耐圧シェルに関して、既存の技術基準および船級協会基準に従ってその安全性を確保・運用するのに十分に対応していないともNTSBは指摘した。

そしてアメリカ沿岸警備隊に対しては、現行の小型潜水艇用耐圧シェルの運用に関する調査を専門家委員会に委託し、調査対象には少なくとも国内および国際的な設計・建設基準の利用可能性、乗船者の能力と資格認定、乗組員と乗客の区別、運用区分にかかわらずすべての潜水体の耐圧シェルを検査する必要があるのか否か、潜水艇の保守と運用、保管条件や曳航などの運用方法変更の影響、故障モードとベストプラクティス、緊急時対応手順などを含めるよう求め、調査結果は業界に周知徹底し、アメリカ内における規制を定め、必要に応じて関連する法改正や整備を実施することを求めた。

タイタニック号の沈没現場を訪れる手段を提供することは、同じような事故を二度と起こさないための調査研究や犠牲者遺族のためにも有意義なことだ。だが、タイタンに限らず、数千mの深海や水面での取り扱いにともなう船体へのストレスが何を引き起こすかを正しく理解・想定し、常にできる限りの備えをしておくことがいかに大切かを、タイタンの事故は訴えかけている。