半世紀ぶり、NASAの「月面居住」計画。

編集・制作：未知なる宇宙科学 ARCHIVES 編集部

半世紀ぶりの月面計画——「訪問」から「居住」へ

人類が最後に月面に立ったのは、1972年12月のことです。アポロ17号の宇宙飛行士ユージン・サーナンが月面に足跡を残してから、すでに半世紀以上が経過しています。

いま、NASAを中心とした国際プロジェクトが、単なる再訪ではなく、人類が月面で継続的に生活・研究できるインフラの構築を目指しています。この記事では、その構想の全体像と、実現に向けた課題を整理します。

アポロ計画が残したこと、できなかったこと

6回の着陸と、わずか75時間の滞在

1969年のアポロ11号から1972年のアポロ17号まで、アポロ計画は合計6回の有人月面着陸を成功させ、12人の宇宙飛行士が月の大地を踏みました。しかし、各ミッションの滞在時間は非常に短く、最も長かったアポロ17号でも月面での活動時間は約75時間にとどまっています。

計画の目的は「到達の実証」にありました。岩石を採取し、観測機器を設置し、地球へ帰還する——それが各ミッションの基本的な流れです。

なぜ半世紀、月から遠ざかったのか

アポロ計画の最盛期には、アメリカ連邦予算の約4%が宇宙開発に費やされていました。冷戦の緊張緩和やベトナム戦争への財政圧力が重なる中で、月探査への政治的・経済的な優先度は急速に低下していきます。

その後、人類の活動圏は地球を周回する低軌道（LEO：高度2,000km以下）にとどまり続けました。スペースシャトルも国際宇宙ステーション（ISS）も、地球からおよそ400km上空での活動です。月までの距離が約38万kmであることを考えると、長い間、人類は地球近傍から出ていなかったことになります。

アルテミス計画の構造：3つの主要要素

目標は「持続可能な月面プレゼンス」

アポロ計画との最大の違いは、目的です。アルテミス計画が掲げるのは「持続可能な月面でのプレゼンス（存在）」——一度行って終わりではなく、人類が継続的に月で活動できる基盤を構築することです。

その構想は、大きく3つの要素で構成されています。

1. ゲートウェイ（月周回有人拠点）

月を周回する小型宇宙ステーションです。地球から月へ向かう宇宙飛行士の中継基地・補給拠点として機能します。ISSが約420トンの構造物であるのに対し、ゲートウェイは約40トン程度とコンパクトに設計されています。

2. アルテミス・ベースキャンプ（月面基地）

月の表面に建設される恒久的な居住・研究施設です。与圧された居住モジュール、月面移動のための与圧ローバー、物資搬送用の非与圧ローバーなどが計画されており、宇宙飛行士は数週間から、将来的には数ヶ月にわたって月面で生活することが想定されています。

3. スターシップHLS（有人着陸システム）

宇宙飛行士を月面へ降ろす着陸船です。スペースX社のスターシップを改造したもので、全高は約50mに及びます。

着陸地点が「月の南極」である理由：水の存在

永久影クレーターに閉じ込められた氷

アポロ計画が赤道付近に着陸したのに対し、アルテミス計画が狙うのは月の南極です。その最大の理由は、水（氷）の存在にあります。

月の南極には、太陽の光がほとんどあるいはまったく当たらない「永久影」と呼ばれるクレーターがあります。その底の温度はマイナス200℃以下に達し、数十億年にわたって熱から守られてきた環境です。ここに、彗星や小惑星が運んできた水が氷として閉じ込められていると考えられています。

ただし、それが採掘できるほど濃集した氷層として存在するのか、砂粒に薄く付着している程度なのかは、現時点では観測による示唆にとどまっており、実際の探査で確認が必要です。

水が「資源」である理由：ISRU（現地資源利用）

水（H₂O）を電気分解すれば、酸素と水素に分解できます。酸素は生命維持に不可欠であり、水素と酸素を組み合わせればロケットの推進剤にもなります。

月で水を採掘・利用できれば、地球から重い水や燃料を輸送する必要が減ります。こうした現地の資源を活用する技術を**ISRU（In-Situ Resource Utilization：現地資源利用）**と呼びます。地球からの補給だけに頼る月面居住は、コスト面で現実的ではなく、アルテミス計画の持続可能性はISRUの実現にかかっているとも言われています。

また、月で燃料を調達できれば、将来的に月を火星探査などへの中継拠点とする構想にもつながります。

月面居住の4つの技術的障壁

極端な温度変化と長い昼夜のサイクル

月には地球のような大気がないため、昼は約110℃、夜は約マイナス170℃という約280℃の温度差にさらされます。さらに、月の自転は遅く、1回の昼と夜がそれぞれ約14日間続きます。太陽が2週間沈まない状態と、2週間闇が続く状態が交互に訪れるため、太陽光発電への依存は難しくなります。

そのため、ほぼ一定の角度で太陽光が当たり続ける南極の「尾根」が、太陽電池パネルの設置場所として注目されています。

レゴリス：微細な砂塵の問題

月の表面はレゴリスと呼ばれる細かい砂塵で覆われています。大気や水による風化を受けていないため、粒子の角が鋭く、宇宙服や精密機器に入り込んで故障を引き起こします。アポロの宇宙飛行士たちも、このレゴリスへの対応に苦労したことが記録されています。

放射線への長期的な被ばく

大気と磁場に守られた地球と異なり、月面には太陽からの放射線や宇宙線が直接降り注ぎます。長期滞在する宇宙飛行士を守る方法として、レゴリスを基地の上に積み上げて遮蔽壁にする案や、かつて溶岩が流れた跡にできた地下の溶岩洞を居住空間として利用する案などが研究されています。

低重力が人体に与える影響はまだ不明

月の重力は地球の約6分の1です。無重力のISSとは異なるこの「弱い重力」環境が、人間の骨・筋肉・循環器系に数ヶ月単位でどのような影響を与えるかについては、現時点でデータがほとんどありません。長期滞在を前提とする計画において、医学的な未解明事項の一つです。

現在の進捗：アルテミス計画のロードマップ

3段階で進む有人月面着陸

アルテミス計画は段階的に進められています。

• アルテミスI（2022年11月完了）：新型ロケットSLS（スペース・ローンチ・システム）と宇宙船オリオンによる無人の月周回飛行。システムの基本的な健全性が実証されました。
• アルテミスII：宇宙飛行士4名が搭乗し、月を周回して帰還する有人ミッション。アポロ17号以来初めて、人類が月近傍に到達します。
• アルテミスIII：宇宙飛行士が月面に着陸する計画。史上初めて女性と非白人の宇宙飛行士が月面に降り立つことが目標として掲げられています。

スケジュールは技術的課題から繰り返し見直されています。特に月面着陸を担うスターシップHLSの開発と、極低温の推進剤を宇宙空間で補給する「軌道上燃料補給」という前例のない技術の確立が、計画全体の鍵とされています。

日本を含む多国間の協力と、中国・ロシアの別計画

アルテミス計画には、日本・欧州（ESA）・カナダをはじめ多くの国が参加しています。日本はゲートウェイへの機器提供に加え、トヨタなどが開発を進める与圧ローバー**「ルナクルーザー」**で重要な役割を担い、日本人宇宙飛行士の月面着陸も合意されています。

一方、中国は独自の月探査を加速させており、ロシアと共同で**国際月研究ステーション（ILRS）**の建設を構想しています。21世紀の月面開発は、国際協力の枠組みと国家間の競争が並行して進む複雑な状況にあります。

まだ解かれていない主な問題

月面居住の実現に向けて、科学的・技術的に未解明の課題が残っています。

• 水氷の採掘可能性：永久影クレーターに水の痕跡があることは観測で示唆されていますが、採掘できる形で存在するかどうかは確認されていません。
• 低重力環境の長期的な人体への影響：月の約6分の1の重力が骨・筋肉・循環器系に与える影響については、長期データがありません。
• レゴリスの建材利用：月の砂を固めてブロックやコンクリート状にする「月面3Dプリンティング」の研究が進められていますが、実用化には至っていません。

月面技術が地球に還元される可能性

月面居住の研究は、地球上の技術にも波及する可能性があります。限られた資源を閉鎖系で完全にリサイクルする生命維持システムの研究は、地球上の水処理・食料生産・省エネルギー技術への応用が期待されています。

また、月面向けに開発される小型原子炉・高効率太陽電池・自律ロボット・3Dプリンティング技術は、将来的に民間技術として還元されていく可能性があります。アポロ計画が集積回路をはじめとする技術革新の基盤となったように、宇宙開発が地上技術の起点となった前例があります。

アポロ計画が「到達を証明する」ための計画だったとすれば、アルテミス計画は「そこで暮らすための条件を整える」計画です。水の採掘可能性、放射線対策、低重力医学——解決すべき問いはまだ多く残っていますが、その一つひとつへの取り組みが、月面居住という目標を少しずつ具体的なものにしています。