宇宙戰略基金事業（第二期）：Space Quarters獲選為「有助於月球基礎設施建設的要素技術」合作機關

株式會社Space Quarters（總部：東京都澀谷區，代表取締役：大西正悟，以下簡稱「Space Quarters」）宣布，已獲選為國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構（JAXA）公開徵求的「宇宙戰略基金事業・探測等（第二期）」中，由國立大學法人東北大學特任教授吉田和哉擔任研究代表的技術開發主題「有助於月球基礎設施建設的要素技術」開發專案的合作機關。
（課題名稱：「電子束月壤凝固技術及月球移動作業機器人系統的開發」）

1. 概要

近年來，為在月球建立可持續活動基地，各國太空機構和民間企業的探測計畫正迅速發展。未來的月球活動中，建設支持著陸、移動和居住的基礎設施不可或缺，但實現這一目標的最大挑戰之一是從地球運輸材料的極高成本。為了解決這個問題，建立將月球上廣泛存在的月壤作為現地材料利用，並建造結構物的技術至關重要。

本專案旨在透過電子束熔融・凝固月壤，證明可在月球表面生成結構材料，從而確立直接在月球上形成著陸坪和行走道等基礎設施的基礎技術。此外，透過開發負責施工的多功能月球移動作業機器人（參見圖1），並在模擬實際環境的條件下驗證施工技術，努力建立月球基地建設所需的技術體系。

為推進本專案，將由此前在Google Lunar XPRIZE中技術性領導HAKUTO團隊，近年來在月球衝刺型研究開發專案目標3中擔任專案經理的東北大學特任教授吉田和哉擔任研究代表，由包括Space Quarters在內的五家民間企業組成的產學合作團隊負責技術開發。此外，本專案將開發月球實證模型，並考慮搭載於在宇宙戰略基金事業・探測等（第二期）技術開發主題「月球極地區高精度著陸技術」中獲選的營運商所開發的高精度著陸器。

在本專案中，Space Quarters將負責核心任務，即電子束照射裝置的開發以及電子束月壤熔融・凝固技術的開發。Space Quarters將運用自創業以來一直開發的高電壓電子束技術，以及該公司在全球率先開發並驗證的電子束月壤熔融・凝固技術，為這項利用月球資源進行建造的里程碑式任務的成功做出貢獻，並為人類的月球開拓及提升日本的國際競爭力做出貢獻。

（圖1：本專案開發的月球機器人計畫圖。搭載電子束發生裝置的機器人，將電子束照射至其正下方的月球表面，進行月壤（月球沙土）的加熱・熔融實驗。）

2. 移動機器人×電子束月壤熔融・凝固技術的優勢

利用月球資源月壤（月球沙土）進行基礎設施建設技術開發的背景，是如何抑制極高運輸成本的挑戰。據稱，從地球運送1公斤物資到月球需花費1.5億至2億日圓，且可運輸的重量和尺寸也有限。除了從地球到月球的運輸成本外，還需考慮月球表面的運輸成本。由於通訊和能源問題，加上月球土壤環境和地形等因素，在月球上運輸大量物資並不容易。因此，理想的建造技術是利用月球資源月壤，無需從地球運輸建材，更確切地說，是利用正存在於施工現場的月壤的建造技術。

加工月壤用於建造時，其低熱導率是一個挑戰。月壤是由非常細小的陶瓷混合物組成，其材料熱導率極低，尤其在真空環境下這一特性更為顯著。過去利用雷射進行的研究顯示，即使使用10kW以上的輸出進行試驗，也僅能加熱表層，難以將熱量導入深處是一個重大課題。此外，即使經過長時間加熱，熔融並凝固到一定厚度，由於深度方向的溫差，也出現了嚴重的翹曲和開裂問題。

與此相對，本專案開發的電子束月壤熔融・凝固技術具有非常優越的特點。電子束利用其高能量密度，能夠深入熔融區域，直接將熱量導入深部。這使得無論加熱對象的熱導率如何，都能在短時間內將月壤加熱至一定深度。