月の塵から月にレンガを作る

2018年8月23日

by Matt Williams , Universe Today

この1.5トンのビルディングブロックは、月の土を使った3Dプリント技術のデモンストレーションとして製作されました。 この設計は、鳥の骨を連想させる中空のクローズドセル構造に基づいており、強度と重量の良い組み合わせを実現しています。 Credit: ESA

今後数十年の間に、多くの宇宙機関が、月への有人ミッションの実施、さらには月への前哨基地の設置を希望しています。 実際、NASA、欧州宇宙機関(ESA)、ロスコスモス、インドや中国の宇宙機関の間では、月面基地や入植地の建設計画が後を絶ちません。 例えば、ESAは2030年代までに、月に「国際月面村」を建設することを計画しています。 国際宇宙ステーション(ISS)の精神的後継者として、この村では月環境での科学研究も可能になる。

簡単に説明すると、月の表面はすべて、粗い珪酸塩の微粒子からなるダスト(レゴリス)で覆われています。 この塵は、隕石の衝突が絶え間なく続き、珪酸塩のマントルを叩いて微粒子にして、何十億年もかけて形成されたものです。 3632>

レゴリスは非常に豊富で、場所によっては深さ4~5メートル、古い高地では15メートルにも達するため、多くの宇宙機関は、レゴリスを月面居住のための建築材料として選択していると考えています。 ESAの科学顧問で月の土の専門家であるエイダン・コーリーは、ESAの最近のプレスリリースで次のように説明しています:

「月のレンガは塵で作られるでしょう。 道路や発射台、あるいは過酷な月面環境から宇宙飛行士を守るための居住地を作るために、そこから固いブロックを作ることができます」

無尽蔵ともいえる地元の資源を活用することに加え、この基地と関連インフラを作るために月のレゴリスを使用するというESAの計画は、その場での資源利用へのコミットメントを実証しています。 基本的に、月や火星など太陽系内の他の場所での基地は、高価で資源が枯渇してしまう地球への定期的な物資輸送への依存を減らすために、可能な限り自給自足である必要があるのです。 エイデンの説明によると、地球と月のレゴリスは火山活動の産物で、基本的にケイ酸塩からなる玄武岩質の物質です。 「月と地球は共通の地質学的歴史を共有しており、溶岩流の残骸から月と同様の物質を見つけることは難しくありません」

模擬物質は、約4500万年前に火山活動をしたドイツのケルン周辺から採取されたものでした。 この古代の溶岩流から採取された火山性の粉末は、月の塵とよく一致すると判断され、欧州宇宙飛行士センター(EAC)の研究者は、この粉末(EAC-1と名付けられた)を使って、月の村を作るために使用するレンガの試作品を作り始めたのです。

有人宇宙飛行の課題に取り組むESAのイニシアチブであるスペースシップEACも、EAC-1と協力して、月面基地や将来の月へのミッションに必要となる技術や概念を開発しています。 しかし、ESAが月のダストを建築材料として承認する前に、まだ多くのテストを実施する必要があります。 その中には、放射線環境下での月の塵の静電的な挙動を再現することも含まれます。 何十年もの間、科学者たちは、月の塵が太陽や宇宙の放射線に常にさらされているため、電気を帯びていることを知っていました。 ESAの月の砂トピックチームのメンバーであるエリン・トランスフィールドが指摘するように、科学者はまだ月の砂の静電的性質を完全に理解しておらず、建築材料として使用する際に問題となる可能性があります。 女性初の月面着陸を夢見る生物学者として、トランスフィールド氏は、実際の月の塵を使ったさらなる研究が必要であると指摘する。 「月へ戻る理由がまた一つ増えた。 「3632>

ESA が提案する月面村の建設は、月における人間の存在を確立し、深宇宙探査を可能にするだけでなく、新しい技術を活用し、官民間のパートナーシップを構築する機会も提供することになる。 例えば、ESAは建築設計事務所のフォスター・アンド・パートナーズと協力して月村のデザインを考え、他の民間企業にも建設に関する調査を依頼しています。

現在、ESAは水の氷が豊富に発見されている南極地域に国際月村を建設しようと計画しています。 この調査のために、ESAは2020年にロシアのLuna-27ミッションの一部として旅するPROSPECT(Package for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation)ミッションを月に送る予定です。

ESAとRoscosmosによるこのミッションでは、ロシア製の着陸機が月の南極エイトケン盆地に着陸し、PROSPECT探査機が展開して表面を掘り、氷のサンプルを回収する予定になっています。 今後、ESAの長期計画では、2020年代から始まる一連の月へのミッションが予定されており、ロボット作業員が、後に着陸する人間の探検家への道を開くことになります。

今後数十年間、世界の主要宇宙機関の意図は明確です。 そのために、必要な技術やコンセプトの研究開発に多大な資源が投入されています。 2030年代には、宇宙飛行士(さらには民間人)が定期的に月と行き来する光景が見られるかもしれませんね。

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