日本が月周回有人拠点「ゲートウェイ」計画に参加、開発や月面着陸が実現へ

米国航空宇宙局(NASA)と日本政府は2021年1月13日、月周回有人拠点「ゲートウェイ」に関して協力することを定めた了解覚書を締結し、発効したと発表した。

ゲートウェイは、NASAを中心とした国際共同で建設される月を回る宇宙ステーションで、将来の有人月・火星探査の拠点となる。この了解覚書に基づき、日本は宇宙飛行士が生活や作業、研究する部屋となる「I-HAB」の開発などを担当。NASAは日本人宇宙飛行士のゲートウェイへの飛行を提供する。

これにより、日本人宇宙飛行士が月や火星の大地を踏みしめる可能性が見えてきた。

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  ゲートウェイの想像図 (C) NASA

ゲートウェイ

ゲートウェイ(Gateway)は、NASAが中心となって開発を進めている月を回る有人の宇宙ステーションで、NASAのほか、欧州やカナダ、そして日本も参画し、国際宇宙ステーション(ISS)の建設や運用のように、それぞれが技術や部品、物資補給などを提供することで構築される。最初の構成要素(モジュール)の打ち上げは2024年に予定されている。

大きさはISSの約6分の1の大きさながら、建設途中から有人月探査計画「アルテミス」の拠点として使われ、宇宙飛行士が月に降り立つ際、また月から帰還した際に滞在する場所として使用されるほか、完成後は長期滞在や研究に本格的に活用。さらに、2030年代に予定されている有人火星探査に向けた予行練習の場としても活用されるなど、大きな可能性を秘めている。

ゲートウェイは現時点で、次の4つのモジュールの打ち上げが計画されている。

• PPE(Power and Propulsion Element)……最初に打ち上げられるモジュールのひとつで、太陽電池やスラスターをもち、電力や推進、通信など、基本的な機能を司る。開発は米国が担当する。2024年に後述のHALOモジュールとともに打ち上げられる予定
• HALO(Habitation and Logistics Outpost)……宇宙飛行士の生活・研究場所や、物資の保管場所となるモジュール。開発は米国が担当する。2024年に前述のPPEモジュールとともに打ち上げられる予定
• ESPRIT(European System Providing Refueling, Infrastructure and Telecommunications)……燃料タンクや通信機器、ドッキング・ポート、居住区、科学機器用のエアロックなどをもつモジュール。開発は欧州が担当する。通信機器は2024年に、その他の部分は2027年に打ち上げ予定
• I-HAB(International Habitation Module)……もうひとつの宇宙飛行士の生活・研究場所となるモジュール。開発は欧州と日本が担当する。2026年打ち上げ予定

またこのほか、将来の有人火星探査などに向け、さらに追加のモジュールの開発、打ち上げも検討されている。

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  ゲートウェイの想像図 (C) NASA

日本は欧州とI-HABを開発、月面着陸も実現か

こうした計画を背景に、日本は2019年10月に、ゲートウェイの整備を含めたアルテミス計画への参画を表明し、その後、米国との間で適切な法的枠組みの整備に向けた調整を進めてきた。そして2020年12月25日には、閣議において、「民生用月周回有人拠点のための協力に関する日本国政府とアメリカ合衆国航空宇宙局との間の了解覚書」に署名することが決定。今回、NASAとの間で署名が行われ、了解覚書が発効され、ゲートウェイの開発や運用に参画することが正式に決定した。

この協定に基づき、日本の宇宙航空研究開発機構(JAXA)は欧州とともにI-HABの開発を担当し、ゲートウェイの生命維持能力の中核を担うとともに、アルテミスのミッション中に宇宙飛行士が生活や作業、研究を行うための場所を提供する。具体的には、JAXAはI-Habに搭載される環境制御・生命維持システム、バッテリー、熱制御、カメラなどを開発。打ち上げ前に欧州宇宙機関(ESA)によってI-HABモジュールに統合されるとしている。

またJAXAは、HALOにもバッテリーを提供。さらに、新型宇宙ステーション補給機「HTV-X」を使い、ゲートウェイの補給物資の輸送を行う可能性もあるとしている。

これと引き換えにNASAは、日本人宇宙飛行士にゲートウェイへの派遣の機会を提供する意向を示しており、本人宇宙飛行士のゲートウェイへの飛行を提供するとしており、今後協議を行い、決定され、文書化されることになるとしている。協議が順調に進めば、日本人宇宙飛行士が月や火星に降り立つ日が訪れる可能性もある。

NASAのジム・ブライデンスタイン長官は「アルテミス計画の一環として、月面、およびその周辺での長期的な有人探査をサポートするために、日本とのこの合意を発表できたことを光栄に思います。国際的なパートナーシップの強化とアルテミスへの参画は、2020年代の終わりまでに持続可能な有人月探査を実現するという目標を達成するための、確固たる道筋に計画を乗せてくれることになるでしょう」と語る。

また、ゲートウェイ計画のプログラム・マネージャーを務める、NASAジョンソン宇宙センターのダン・ハートマン(Dan Hartman)氏は、「ゲートウェイにおける宇宙飛行士の長期滞在や作業を実現するためには、日本から提供される能力が不可欠です。とくに日本の生命維持システムによって、宇宙飛行士の長期滞在ミッションを、より少ない補給物資によって達成することができるようになるでしょう」と語っている。

一方日本の外務省は「我が国としては、この了解覚書に基づき、我が国の強みを活かしつつ、ゲートウェイの整備に貢献するとともに、宇宙分野における国際協力をさらにに促進していきます」とコメントしている。

なお、ESAは2020年10月にNASAとの間で、I-HABモジュールとESPRITモジュールの提供、月面通信の強化など、ゲートウェイへの参加を確固たるものとする契約書に署名。2020年11月には、米国とカナダがゲートウェイに関する協力協定に署名し、ロボット・アームなどの開発や運用で貢献が予定されている。

またこれに先立つ2020年3月には、NASAはゲートウェイに搭載する最初の2つの科学ペイロードを、1つはNASAから、もう1つはESAから選定。この科学データは、NASAとゲートウェイの国際的なパートナーを共有できることになっている。また将来的には、追加のペイロードも選ばれる予定となっている。

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  アルテミス計画における有人月面探査の想像図。月で活動する宇宙飛行士や無人ロボットなどは、ゲートウェイを拠点とすることが計画されている (C) NASA

参考文献

・NASA, JAXA Formalize Gateway Partnership for Artemis Program | NASA
・民生用月周回有人拠点のための協力に関する日本国政府とアメリカ合衆国航空宇宙局（NASA）との間の了解覚書の発効｜外務省
・民生用月周回有人拠点のための協力に関する日本国政府とアメリカ合衆国航空宇宙局との間の了解覚書
・Thales Alenia Space on its way to reach the Moon | Thales Group
・Gateway | NASA