初期月面基地建設の99％を自律型ロボットが担う見通し

月を目指す世界的な競争が再び激化し、恒久的な居住拠点の建設に向けたお膳立てが進んでいる。だが、その初期段階において重労働を担うのは人間の宇宙飛行士ではない。NASAの関係者によると、月面における基盤整備作業のほぼすべては、自律型機械やロボットシステムが担うことになるという。

NASAの月面基地プログラムマネージャーを務めるCarlos García-Galán氏は、「最初の数年間における月面基地の建設は、ほぼ99％がロボットによるものになる」と語る。2028年には最初の宇宙飛行士ミッションが予定されており、同局は2030年代までに居住モジュール、科学探査拠点、資源採掘プラント、着陸パッドなどを備えた、数百平方マイルに及ぶ拠点の展開を構想している。

過酷な環境に挑む自律型ロボット群

月面の環境は物理的に極めて過酷だ。昼間の気温は250°F（約121℃）を超え、2週間に及ぶ月の夜には-200°F（約-129℃）以下まで急降下する。さらに、貴重な水氷の採掘が期待される月の南極の永久影クレーターでは、気温が-410°F（約-246℃）を下回ることもある。

宇宙放射線や微小隕石の影響から人間の月面滞在時間には制限があるため、長期滞在クルーが到着する前の基礎工事はロボットが担当しなければならない。そのため、機器には初期段階から自律機能が組み込まれる。

• 遠隔操作および自律走行による輸送： NASAの次世代月面探査車「Lunar Terrain Vehicle」は宇宙飛行士の移送を想定して設計されているが、地球からの遠隔操縦や完全な自律走行も可能となっている。

• 地盤整備と掘削： ロボットスクレーパー、削岩機、ショベルカーなどの車両群が基礎を掘削し、不整地を整地する。さらに、ロケットの強力な排気ガスに含まれる研磨性の高い粒子から精密機器を守るため、着陸帯の周囲に粉塵を遮る防壁（バーム）を築く。

• 現地資源を利用した製造（In-situ manufacturing）： 2023年、民間宇宙企業のBlue Originは、模擬月面レゴリスから太陽電池や配線を製造する実験室テストに成功した。これは将来的に、現地の岩石から直接電力ハードウェアを製造するロボット組立プラントの実現を示唆している。

これらのシステムのテストはすでに進行中だ。Michigan Technological Universityの惑星表面技術開発研究所で主任研究員を務めるPaul van Susante氏によると、NASAの「Break the Ice」チャレンジに参加している各チームは、月の土壌と重力を再現した真空チャンバー内で自律型掘削ローバーの評価を行っているという。

ロボット運用を支える電力確保

14日間に及ぶ月の夜の間も重機を稼働させ続けるには、従来の太陽光パネルだけでは力不足だ。そこで計画担当者らは、燃料補給なしで10年間自律稼働できる乗用車サイズの小型原子炉に期待を寄せている。

NASAは2030年までに月面に小型原子力発電所を配備することを目指しており、中国とロシアは2035年頃を目標としている。これらの小型原子炉は集中型電力ハブとして機能し、ロボットローバーや自動建設機械が自律的に充電できるよう支援する。

研磨性を持つレゴリス粉塵への対策

自律システムは、月面のレゴリス（微細な砂塵）にも耐えなければならない。この粒子は鋭利で静電気を帯びており、機械のシール部やギア、モーターを激しく摩耗させる。わずか3,000フィート（約900m）離れた場所でロケットが離陸するだけでも、鋭い破片がサンドブラストのように周囲のインフラに吹き付けられることになる。

ハードウェアを保護するため、エンジニアらは表面に交流電流を流して粒子を反発させる「動電型ダストシールド（EDS）」の導入を進めている。この技術は、2025年にNASAが支援したロボットミッションにおいて月面での実証が行われた。そのほかにも、静電気を中和してセンサーや船体から粉塵を吹き飛ばす自動ガスブラスターなどの開発が進められている。

これらの自律型先遣隊が成果を挙げれば、今後10年で築かれる初期の拠点は、今世紀末までに自立した月面居住区や産業ハブへと発展を遂げる可能性がある。