NASAの60年分に及ぶ月面探査データを統合、商業月面進出を支援する「MoonHacker」とは

米航空宇宙局（NASA）は、長年蓄積してきた月探査データを民間企業のミッション計画に活用する米Lunar Stationの取り組みを紹介した。同社の「MoonHacker」は、月面の地形や資源の兆候、放射線、通信条件などを分析し、着陸機やローバー、資源開発事業者による候補地点の評価を支援する。もっとも、月の水氷については分布や埋蔵状態に不明な点が多く、軌道上から得られたデータだけで採掘可能性を判断することはできない。

■NASAのオープンアーカイブを商業利用

マサチューセッツ工科大学（MIT）と関係のあるマサチューセッツ州ケンブリッジのスタートアップ、Lunar Stationは、複数のコンピューターモデルを使ってNASAなどの月探査データを分析している。MoonHackerは、NASAの惑星データシステム（PDS）に収録された月面データを独自の地理空間分析基盤とアルゴリズムで統合し、ミッション計画に利用できる情報へと加工する。

PDSは、NASAの惑星探査ミッションなどから得られたデジタルデータを長期保存する公開アーカイブである。画像、地形、組成、プラズマ環境などに関するデータや関連ツールは無償で利用できるが、異なる観測機器から得られた大量のデータを選別し、組み合わせて解釈するには専門的な技術が必要となる。

Lunar Stationの技術的な役割は、こうした性質の異なるデータを統合することにある。地形モデルの作成には、NASAエイムズ研究センターが開発したオープンソースの写真測量ソフトウェア「Ames Stereo Pipeline（ASP）」も利用する。ASPは探査機や衛星などが撮影した画像から3次元モデルを生成し、岩石の配置や標高などの地形情報を可視化できる。

Lunar Stationは、これらの分析を安全な着陸候補地を探す着陸機事業者、ローバーや採掘機器の走行経路を検討する資源開発事業者、地球との直接通信が難しい地域で中継設備を計画する通信事業者などに提供している。

■MoonHackerが解析する4つのミッション要素

MoonHackerが扱う主な要素は、地形と地点選定、水氷の兆候、放射線環境、通信条件の4つである。

1点目は「地形と地点選定」だ。複数の月探査データから、地形の傾斜や起伏、鉱物、水の兆候、日照条件などを分析する。これにより、着陸地点やローバーの走行経路を検討できる。太陽光発電を利用する月面機器にとっては、どの場所がどの程度照らされるかも重要な判断材料となる。

2点目は「水氷の兆候分析」である。MoonHackerは、PDSに収録された月探査データを統合し、浅いくぼみなどに存在する可能性がある水の指標を探す。2009年の月クレーター観測・センシング衛星（LCROSS）ミッションでは、月の南極付近にあるカベウス・クレーターへの衝突で生じた噴出物から水氷が確認された。その後の月周回探査でも、極域の永久影領域（PSR）を中心に水氷の存在を示す観測結果が得られている。

NASAが2024年に公表した月周回衛星LROのデータ分析では、水氷の証拠が南極点付近だけでなく、少なくとも南緯77度付近までの永久影領域に広がっていることが示された。ただし、この種の軌道観測では氷の総量や深さ、乾いたレゴリスの下に埋まっているかどうかを正確に判断できない。

3点目は「放射線環境の評価」である。MoonHackerのRadiation Simulatorでは、ローバーや衛星をコンピューター上に再現したデジタルツインに対し、月へ向かう途中や目的地で想定される放射線環境を適用する。NASAの深宇宙探査機Advanced Composition Explorer（ACE）が観測した宇宙放射線データなどを利用し、電子機器に必要な防護を検討する。

放射線シールドは宇宙機を保護する一方、増やせば機体の質量や輸送コストも増える。事前のシミュレーションによって、設計中の宇宙機に必要な防護水準を見極めることが狙いとなる。

4点目は「通信条件の把握」である。月の極域や裏側など、地形や月そのものによって地球との見通しが遮られる地点では、直接無線通信ができない時間帯や場所が生じる。MoonHackerは候補地点から地球が見えるかを分析し、中継衛星や地上中継局を含む通信戦略の検討を支援する。

■永久影領域（PSR）に残る不確実性

MoonHackerにも大きな制約がある。商業利用が期待される水氷の多くは、月の極域にある永久影領域に存在する可能性があるが、その量や分布、存在形態を軌道データだけで詳細に把握することは難しい。

永久影領域は、クレーターや地形のくぼみによって長期間にわたり直射日光が届かない場所である。極低温のため水などの揮発性物質が保存される可能性がある一方、可視光画像を利用する通常の写真測量では内部の地形を十分に解析できない。

NASAジョンソン宇宙センターで現地資源利用（ISRU）のシステム能力を担当するジェリー・サンダース氏によると、月のレゴリスについては周回探査機のセンサーやアポロ計画の試料から比較的良好な情報が得られているが、永久影クレーター内のどこに、どのような形で水が存在するかは十分に分かっていない。

MoonHackerは、各種観測データから水氷が存在する可能性のある場所を絞り込むための手掛かりを提供できる。しかし、氷の深さや濃度、採掘のしやすさを確定するには、月面に着陸した探査機による掘削、レーダー探査、分光観測などの現地調査が必要となる。

■月面資源利用を支える事前分析

月面の水を利用できれば、将来の探査活動で飲料水や呼吸用酸素として使えるほか、水素と酸素に分解して推進剤を製造できる可能性がある。地球から運ぶ物資の一部を月面で調達できれば、継続的な月面活動や、より遠方への探査を支える資源となり得る。

NASAのアルテミス計画でも、月の南極域における継続的な探査が重視されている。2026年4月に実施されたアルテミス2では、4人の宇宙飛行士を乗せたオリオン宇宙船が月を周回して地球へ帰還した。NASAは2027年に予定するアルテミス3で、地球低軌道におけるオリオン宇宙船と商用有人着陸システムのランデブーおよびドッキングを試験し、2028年を目標とするアルテミス4で最初の有人月面着陸を実施する計画である。

Lunar Stationの取り組みは、政府が公開する探査データを民間企業が分析し、商業ミッションの設計や候補地点の評価に利用する事例といえる。今後、月面で直接取得される観測データが増えれば、軌道データと組み合わせることで、着陸地点や資源探査地点をより詳しく検討できるようになる可能性がある。

■注目ポイントQ&A

●NASAの惑星データシステム（PDS）は誰でも利用できますか？

はい。PDSはNASAの惑星探査ミッションなどから得られたデータを長期保存する公開アーカイブで、収録されたデータやツールは無償で取得できます。ただし、データの選択や処理、異なる観測結果の統合には専門知識が必要です。

●水氷が存在すると分かっていながら、詳しい場所の特定が難しいのはなぜですか？

永久影領域は直射日光が届かず、可視光画像による詳細な地形分析が難しいためです。また、軌道上からの観測では、水氷の深さ、濃度、存在形態、採掘可能性まで正確に判断できません。詳しい評価には月面での掘削やレーダー探査などが必要です。

●宇宙機のデジタルツインにはどのような利点がありますか？

設計中のローバーや衛星を仮想モデルとして再現し、想定される放射線環境で電子機器への影響を検討できます。必要な放射線シールドを設計段階で判断し、機器の保護と機体質量のバランスを取るために利用できます。

●MoonHackerは月面ビジネスでどのような役割を果たしますか？

ハードウェアの設計や打ち上げに先立ち、候補地点の地形、日照、通信条件、放射線環境、水や鉱物の兆候を分析する事前計画基盤として機能します。ただし、水氷の埋蔵量や採掘可能性を確定するものではなく、現地探査に向けた候補地点の絞り込みを支援する位置付けです。

元記事: MoonHacker Platform Turns NASA’s 60-Year Moon Archive Into Commercial Mission Intelligence