NASA のアルテミス月探査では、月の水の氷の使用が期待できるでしょうか?

人類の居住を支えるのに十分な量の氷が月に見つかると期待するのはどれくらい現実的でしょうか?

私たちは、月の永久影領域 (PSR) の予測される氷の状況について、さらに詳しく学ぼうとしています。 複数の国が月の南極に注目しており、研究チームは太陽を遮る地形の底部をどこでどのように探索するかを計画している。

しかし、一部の界隈では、月面でのPSRの精密検査を一時停止するという提案もある。 抽出可能な氷がぎっしりと詰まっているかもしれないが、それらが提供する可能性のある科学のために、これらの機能を保護する必要があるかもしれない。

PSR は「古宇宙テープレコーダー」として機能するため、月極に保存される必要があります。 しかし、暖かい宇宙船、探査車、さらには宇宙服がこれらの環境に及ぼす影響を測定するには、さらに多くのモデリング作業が必要です。 そうすることで、そのような基本的な記録を研究する機会が得られる前に、意図しない汚損が発生しないようにすることができます。

それにもかかわらず、多くの新しい研究により、アルテミス3号の着陸候補地内に、将来の有人乗組員が月面に利用できる水の氷が隠れている可能性がある特に興味深い地域が特定された。 しかし、人類の居住を支えるのに十分な量の氷が月に見つかると期待するのはどれほど現実的でしょうか? そして、月での資源の採掘と使用にはどのような問題が伴うのでしょうか?

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NASA のアルテミス 3 ミッション (人間の探検家によるアメリカの「月の再起動」) は、月の南極近くに人間の乗組員を着陸させることを目的としています。 月の南極は、数十億年前に小惑星の衝突によって削り取られた直径 13 マイル (21 キロメートル) の特徴であるシャクルトン クレーターの縁にあります。 シャクルトンの内部は永久に影に覆われています。

アルテミス 3 の正確な着陸地点はまだ明らかになっていませんが、好ましいタッチダウン スポットは PSR の近くにあります。 また、長期間太陽光を利用でき、地球との直接通信を可能にする月の景観の魅力的な場所もあります。

月の南極は照度の高い頂上に囲まれており、PSRも含まれる地域で太陽光発電へのアクセスを提供できる。この地域は、有用な物質に変えられる揮発性元素が存在すると考えられている「コールドトラップ」であり、放射線の遮蔽やさらにはさえも可能である。ロケットの燃料。

南極のユニークな場所と考えられているのは、シャクルトン クレーターとヘンソン クレーターの間の「接続尾根」です。 これは、短距離で多数の特徴を検出できる将来のサンプリング タスクにとって理想的なターゲットとなる可能性があります。

コネクティングリッジの詳細な調査は、この場所が将来、恒久的な月面前哨基地の対象となった場合、人類の生息地を維持するために必要な潜在的な資源を収集するための地質学的背景を提供するでしょう。

これは、オランダにある欧州宇宙機関の ESTEC に拠点を置き、月の南極近くの地質学的ターゲットを調査した最近の研究論文の主著者であるサラ・ボアズマン氏の見解です。

「月の南極地域の調査では、この地域への今後のミッションに備えて、孤立した岩石、露出した岩石、岩だらけのクレーター、PSRなどの対象地物へのアクセス可能性を評価し続ける必要がある」とボアズマン氏らは説明する。 「このような調査は、月の南極を探査する将来の取り組みに重要な背景を提供するでしょう。」

テキサス州ヒューストンにある大学宇宙研究協会の月惑星研究所の主任科学者デビッド・クリング氏によると、コネクティングリッジの一部の幅は1キロメートルよりわずかに広いという。 同氏によると、尾根上にはNASAのアルテミス有人着陸システム（月面探査を行う月面機械）の要件を満たすのに十分な広さと平坦さを備えたエリアが存在するという。

「尾根の幅は通常数百メートルで、小さな衝突クレーターが点在しています。それらのクレーターの壁の一部は急なため、避ける必要があります。また、影によってクレーターの壁がより急勾配になり、クレーターの底が実際よりも深く見える可能性があります。」クリング氏はSpace.comに語った。

クレーターは迷惑なものだと思うかもしれないが、クリング氏は、クレーターは月面の重要な探査機であると付け加えた。 「クレーターを生成した掘削プロセスにより、宇宙飛行士がその物質にアクセスできる深さから地表まで物質が運ばれた」と彼は述べた。

パスカル・リーは、カリフォルニア州モフェットフィールドの NASA エイムズ研究センターに拠点を置く SETI 研究所および火星研究所の惑星科学者です。

リー氏は、PSRは月面ではあらゆる形や大きさがあることを認識することが重要で、実際に「領域」と呼べる広い領域から、岩の底の周囲のはるかに小さなパッチ、レゴリス粒の間の隅々に至るまで、と述べている。 。 「代わりに、より一般的な表現『永続的な影の領域』または『PSA』を使用するべきだと思います。」

また、PSR と月極の水の氷の間には 1 対 1 の一致はないことを認識することも重要だとリー氏は付け加えた。

「PSRの中には、水素がほとんど含まれていないように見えるものもある」とリー氏は言う。「一方で、時折、太陽に照らされた領域があり、驚くべきことに、レゴリスの上部メートル内には依然として水素の痕跡が見られる」という。ほこり、砕けた石、その他の物質。

昨年11月、ホワイトハウスの国家科学技術会議内の省庁間作業部会は、月面衛星技術戦略を作成した。 同戦略はそのページで、「資源利用にとって特に重要な大量の揮発性化合物が含まれる可能性がある」月の極地を探査するには新技術が必要であると説明している。

この戦略報告書では、国際太陰年（ILY）も提案されています。

「科学は国際的な事業であり、科学者は共通の利益のために境界を越えて活動できる能力を長い間実証してきました」と報告書は説明している。 「国際太陰年（ILY）を制定する米国主導の取り組みは、過去の国際極年（IPY）、国際地球物理年（IGY）、国際宇宙年（ISY）の歴史的な例に基づいて構築することができます。

報告書はまた、ILYは「透明性を高め、月面旅行事業体間の信頼と協力を構築しながら、発展途上国を含むすべての国の利益と利益のために、さまざまな活動を責任を持って実行できる方法を実証することができる」と述べている。

NASA の主な目標は、アポロ計画による 1969 年から 1972 年の人類の月への旅行の遺産に基づいて、持続可能な月探査を開発することです。

しかし、月探査分析グループ (LEAG) の評価では、アルテミス ベースキャンプの詳細はあまりにも大ざっぱであることが判明しました。

LEAG は、月探査の目的を支援するための科学的、技術的、商業的、運用上の問題の分析と、月面の建築計画と月面での活動の優先順位付けへの影響についての分析を提供する NASA を支援するために 2004 年に設立されました。

「アルテミスは、商業活動や探査活動を促進し、可能にするための強固な地表インフラと開発戦略を月の単一地点に組み込んでいない限り、真に持続可能ではありません。アルテミス 3 ミッションのこれまでの進歩は心強いものですが、「持続可能性」の詳細は不明です。アルテミスキャンペーンの段階は、より広範なコミュニティにとって曖昧です」と2022年のLEAG文書には記載されています。

したがって、LEAGはNASAに対し、アルテミスベースキャンプの建設と「2030年までに大規模な資源生産の確立を可能にし、それによって月面での人類の恒久的存在と活発な月面経済の成長を支援する」計画を明確にするよう求めた。

月面採掘はおそらく宇宙所有権に関する最初の大きな試練の一つになるだろうと、新刊『地球外 — 宇宙空間で暮らすための倫理的疑問と苦境』（MITプレス、2023年）の著者エリカ・ネスボルド氏は言う。

「宇宙空間自体は無限かもしれないが、私たちの手の届く範囲にある貴重な宇宙資源はそうではなく、私たちの国際条約や国内法の体系が、氷のような限られた資源をめぐって私たちを協力、競争、あるいは紛争へと導くのかどうかはまだ分からない。月です」とネスヴォルド氏はSpace.comに語った。

「早い者勝ち」は、最初にそこに到達するためのリソースを持つ企業や、自国の民間宇宙採掘産業を奨励し刺激したいと考えている各国政府にとって、確かに魅力的なモデルであるとネスボルド氏は付け加えた。

「しかし、倫理的には、宇宙での活動は『経済的または科学的発展の程度に関係なく、すべての国の利益と利益のために実施される』べきであるという1967年の宇宙条約で定められた理想と矛盾します。」ネスヴォルド氏は指摘する。

では、潜在的な紛争を抑制するにはどうすればよいでしょうか?

ネスヴォルド氏は、「地球上で私たちがこのような大きくてやっかいな問題に取り組むのと同じように、計画的な努力と先見の明を持って、月面採掘がまだできない国を含むすべての利害関係者と協議して取り組まなければならない」と答えた。 決定が将来の世代や月の環境そのものに与える影響を真剣に検討し、「宇宙弁護士や外交官による多大な労力」が必要だ。

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一方、NASAのパスカル・リー氏はPSRに対して警戒旗を掲げている。

「月極の資源としての水について話すのはまだ時期尚早だと思います」とリー氏は言う。 「何かが『資源』となるのは、他の場所から輸入するよりも現地で抽出した方が経済的に安く、リスクが少ない場合に限られます。」

リー氏は、SpaceX Starship を使えば、1 回の飛行で月のどこにでも 100 トン以上の清潔で精製されたすぐに使用できる水を着陸させる能力が存在すると指摘します。

「事実上、月面に給水塔を設置し、その底部に蛇口を設置し、希望の場所に設置することになります。それにはおそらく数千万ドルから数千万ドルかかるでしょう」とリー氏は言う。

そこで本当の疑問は、月の極で抽出され、私たちが望む場所に配置される100トンのきれいな水、処理された水の価格が数千万ドル以下になるのはいつになるのでしょうか?

「私は月の将来について楽観的です」とリー氏は結論付けた。「しかし、正直なところ、それはたとえあったとしても、まだ非常に長い時間がかかるだろう。月で利用できる最大の水源は地球である。」

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レナード・デイビッドは、50 年以上にわたって宇宙活動について報道してきた、受賞歴のある宇宙ジャーナリストです。 現在、Space.com の Space Insider コラムニストとして執筆活動を行っているレナード氏は、宇宙探査や火星ミッションなどに関する数多くの本を執筆しており、最新刊は 2019 年にナショナル ジオグラフィック社から出版された『Moon Rush: The New Space Race』です。 彼は、2016 年にナショナル ジオグラフィック社からリリースされた『Mars: Our Future on the Red Planet』も執筆しました。 レナードは、AIAA の SpaceNews、Scientific American、Aerospace America の特派員を務めてきました。 彼は、2015 年に AAS ヴェルナー・フォン・ブラウン記念シンポジウムで宇宙飛行史上の優れた功績を称える第 1 回オードウェイ賞を含む、多くの賞を受賞しました。 レナードの最新プロジェクトについては、彼のウェブサイトと Twitter でご覧いただけます。

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