NASA、月面基地の学生設計コンテストを開始―6分野で賞金総額最大100万ドル

NASAは11月8日、月面基地の技術課題を対象とする「NASA Moon Base Student Challenge」を発表した。賞金総額は最大100万ドル（約1億5800万円）で、米国内の対象校・教育機関に所属する高校生や高等教育段階の学生チームを募集する。NASA STEM Gatewayでの登録期限は2027年1月25日だ。

■高校生から技術・職業教育の学生まで参加

発表の舞台は、米フロリダ州のケネディ宇宙センター・ビジター・コンプレックスで開かれた航空宇宙イベント「MAX POWER」だった。NASA初の同エキスポには数千人が集まり、学生コンテストの発表にはNASA長官ジャレッド・アイザックマン氏と月面基地プログラム責任者カルロス・ガルシア＝ガラン氏が登壇した。

対象分野は、発電・蓄電、月の資源を使う建設、生命維持システム、月面移動、通信ネットワーク、宇宙飛行士の安全の6つだ。アイザックマン氏はNASAの発表で「貢献するために卒業まで待つ必要はない」と述べた。

参加は学生2〜5人のチーム制で、18歳以上のコーチ1人が支援する。高校生部門と高等教育部門を設け、それぞれを独立して審査する。高等教育部門には米教育省の指定基準を満たす米国内の機関への在籍が必要で、外国籍の学生は対象となる米国の学校でフルタイムの学生であることが条件となる。

NASAによると、専門的な工学・技術の経験は参加の前提としていない。技術・職業教育を含む幅広い学習課程の学生が、設計案の比較検討や提案書、関係者向け説明といった航空宇宙産業の実務に通じる技能を身につけることを目指す。

■月面南極で暮らすための基盤と電力

NASAは2026年3月24日、ワシントンの本部で開いた「Ignition」で、月面基地を段階的に整備する方針を発表した。2026年11月時点の計画では、2029年までの第1段階でロボット探査や技術実証を進め、2029〜2032年の第2段階で初期インフラを展開する。2032年以降の第3段階では、居住施設などを組み合わせて長期滞在を支える拠点を整備する。

米CNETが2026年4月にNASAの技術資料を基にまとめた構想では、3段階の累計で81回の打ち上げ、73回の月面着陸、約21万4000kgの物資・機器の輸送が想定されていた。月面での生活と探査を継続するには、輸送に加え、電力や通信、保守を組み合わせて運用する必要がある。

南極では、場所によって日照条件が大きく変わる。NASAの観測資料によると、一部の峰は年間80％超の時間に日光が当たり、シャクルトン・クレーターの縁にある3地点は、組み合わせると年間90％超の日照を確保できる。一般的な月の夜は約354時間、地球時間で約14.8日に及び、極域の日照と影の長さは地形や季節にも左右される。

発電・蓄電分野では、こうした条件に応じた電源、配電、エネルギー貯蔵の設計が求められる。大会の学習資料は、太陽電池と蓄電池、再生型燃料電池、核分裂による発電などを選択肢として紹介している。再生型燃料電池は、電力で水を水素と酸素に分けて蓄え、必要なときに両者を反応させて発電する仕組みだ。

NASAは米エネルギー省とともに月面用の核分裂電源も開発している。日照に左右されにくい電源と蓄電・配電設備の組み合わせは、生命維持装置、建設ロボット、通信機器、資源処理設備を継続して動かすための基盤となる。

■建設と生命維持で地球からの補給を減らす

建設分野の焦点は、月面を覆う岩石片や砂状の物質「レゴリス」など、現地の資源を使うことにある。テキサスA&M大学が2026年5月に公表した解説で、建設科学のパトリック・スアーマン教授は、月への輸送費を1kg当たり約100万〜130万ドル（約1億5800万～2億500万円）と説明した。現地で建設資材を製造できれば、地球から運ぶ資材の量を減らせる。

NASAの研究資料では、レゴリスを焼結してれんが状の部材にする方法や、溶融・成形による部材製造、レゴリスや玄武岩由来の繊維を使う複合材が検討されている。月の高地に多い灰長石は、カルシウムやアルミニウムを得るための資源候補でもある。

現地の資源を採取・加工して利用する取り組みは、現地資源利用（ISRU）と呼ばれる。装置には真空や温度変化への対応に加え、摩耗を起こす月の微細な粉じんからシールや駆動部を守る設計が必要だ。人の作業や保守を抑える自律・半自律運転も重要になる。

生命維持分野では、酸素の供給、水の処理、船内大気の管理、廃棄物処理を組み合わせる環境制御・生命維持システム（ECLSS）を扱う。地球から月までは飛行経路に応じて数日を要し、火星への移動は数カ月に及ぶため、消耗品を再利用して補給量を減らす技術が長期探査を支える。

国際宇宙ステーション（ISS）は、その技術を試す場となっている。NASAは2023年、尿処理後の濃縮排水から残った水を回収する装置によって、システム全体の水回収率98％を実証したと発表した。学生の提案でも、水や酸素それぞれの回収率、補給量、故障時の対応を具体的に検討することが求められる。

■移動と通信を支える地図・ネットワーク

月面移動分野では、宇宙飛行士や貨物を運ぶ探査車、自律輸送車、作業用ロボットなどが対象になる。南極の斜面や長い影、起伏のある地形で安全に走行するには、地図と機体のセンサー、走行判断を組み合わせる設計が重要だ。

地形調査に向けてNASAが計画する「MoonFall」は、推進装置で飛び移る4機の探査機で南極の詳細な地形図を作る。Firefly Aerospaceは2026年5月、この4機を月へ運ぶため、NASAジェット推進研究所から7500万ドル（約119億円）の下請け契約を受注したと発表した。打ち上げ目標は2028年以降だ。

NASAは2026年5月、月面探査車の初期機体についてAstrolabに2億1900万ドル（約346億円）、Lunar Outpostに2億2000万ドル（約348億円）を発注した。NASAが公表する初期の設計条件には、最大20度の斜面走行や、最大150時間の影の中での生存能力が含まれる。有人運転に加え、遠隔操作や自律走行への対応も計画されている。

通信分野では、月面の機器同士や、月面と周回衛星を結ぶネットワークを扱う。南極では地球が地平線付近に見え、地形で通信経路が遮られるため、中継衛星が重要になる。NASAの「LunaNet」は、通信が途切れた間にデータを保存し、接続が戻ってから転送する遅延・途絶耐性ネットワーク（DTN）を中核技術に位置づけている。

■宇宙飛行士の安全を守る設計

安全分野では、放射線の遮蔽、粉じん対策、微小隕石への防護、個人用装備、医療技術、緊急時の手順などを扱う。急斜面や深いクレーター、明暗差の大きい環境で、作業中の危険を抑え、異常時に退避できる仕組みが課題となる。

中国の月探査機「嫦娥4号」による2019年の観測を報告した研究チームは、月面での平均線量当量を1日当たり1369マイクロシーベルトと算出し、2020年に査読誌Science Advancesで発表した。一方、国連科学委員会UNSCEARの2024年報告は、地球上で自然放射線から受ける実効線量の世界平均を年間約3.0ミリシーベルトと推計している。

月面では銀河宇宙線に加え、太陽から高エネルギー粒子が突発的に放出される現象への備えも必要になる。レゴリスを居住施設の遮蔽に利用する研究は、現地資源を使う建設と安全対策を結びつける。学生は、遮蔽材の配置や施設設計、避難・医療の手順などから提案を組み立てられる。

■既存大会との違いと提出日程

NASAには、大学・大学院生が宇宙システムの概念設計に取り組む「RASC-AL」もある。2027年大会では最大14の決勝進出チームに参加支援として各7500ドル（約119万円）を提供し、同年6月7〜10日に米フロリダ州ココアビーチでフォーラムを開く予定だ。

「Lunabotics」は、高等教育機関や技術・職業教育機関などの学生が、模擬レゴリスの掘削、運搬、盛り土の構築を行うロボットを製作する競技だ。2026年の決勝は5月19〜21日、ケネディ宇宙センター・ビジター・コンプレックスで開催された。今回の月面基地チャレンジは、高校生にも参加対象を広げ、基地運用の6分野から課題を選べる点に特徴がある。

提出物は、初期段階では5〜7ページの概念概要書、決勝段階では最大10分の提案動画と説明スライドとなる。2026年11月時点の予定では、初期提案の締め切りは2027年2月22日、決勝提出物は4月19日、受賞発表は5月6日だ。実務に近い提案・説明の過程を通じて、技術的な利点と制約を伝える力を養う。

コンテストはNASAのSTEM教育担当部局が月面基地プログラムと共同で設計し、Institute of Competition SciencesがNASAのCenter of Excellence for Collaborative Innovationとの契約に基づき運営する。賞金は決勝進出、各分野・各部門の最優秀、次点の提案に用意されるが、2026年11月10日時点で賞ごとの金額は掲載されていない。参加者はNASA STEM Gatewayで登録し、公式サイトの参加資格と規則を確認する必要がある。

元記事: NASA Moon Base Student Challenge: $1 Million Prize to Solve Six Lunar Engineering Problems