Moon Village のゴールを定義してみる

第１回宇宙探査の将来を考える会
2019年8月30日
稲谷芳文月の上に社会を作る

考えておくべきことは・・・・
1. ソサエティの規模・・何人の持続的・常時滞在？移住？
2. ソサエティ運営のルール，文化，世代を継ぐ？
3. どのような活動をする？どのような価値を生み出す？
4. 経済的に自立する？
5. 持続的に滞在できる仕掛けは？
6. 現地の資源や資材をどのように調達し輸送する？

月・火星上に社会を作る・・・仮定をおく
2050 - 2100 程度の未来を想定
社会の規模＝社会としての要件
地球への依存を最小化
経済的に自立する
社会の構成員が現地で価値を生み出す・・・・・

有人探査，滞在の規模・・・ソサエティのサイズ
APOLLOISS / LOP-G ?
Initial Moon Base?
Dunbar’s Number
150-250“Everybody knows
Everybody” Community

1000
Society members ??

??
………

月・火星上のソサエティはどういうものと相似か？
Antarctic Base

Arctic Science Village
Ny Alesund

Amundsen-Scott south pole station
200 in summer, 100 in winter (isolated)

Former Coal Mining Base
operated by private company
30 researchers & 20 operators

Space Colony
Onil, J.K. et.al.

10-1000 thousand inhabitants
In Earth-Moon Lagrange pt.

Cruise Liner

3000 passenger / guest & 1000 crew

月・火星上で何をして価値を生み出すのか?

科学探査
資源採掘
生産・建設，維持管理サービス
エンターテインメント
教育・広告・宣伝
テレオペレーション・ゲーマー
セメタリーサービス
旅行・観光
ツーリスト・ビジターへのサービス
ビジネスサービス……
MVA, Space Settlement Summit@LA 2018での議論などから

社会を構成する有人滞在の施設の設計はどういうことを考えて作る？

radiation exposure
food / watertransportationaccommodation

communication

environment
control

life support
Operation flexibility

emergency
actioninformation

evacuationentertainment深宇宙における持続的有人滞在のシステムアーキテクチャー
故障しない信頼性，冗長性と，故障に対する耐性から現地での再構成，修理，製造へ• Survivability

Materials
Repair Tools / 3D printing• Flexibility

Spare System elements
Re-planning Capability• Reliability

Redundant parts,components, Subsystems

サバイバビリティのための現地での製造・・・３ＤＰの技術®Relaivity Space

Flexible, aoutomated productionof rocket productionISRU(In-situ resource utilization)
月・火星での資源，資材，エネルギーの調達
宇宙農業から生態系の構築へ
Animal & Habitation ModuleMaterial Circulation System
Including Biological System

Soil with Microbes
Plant Module

C, O, H & N Circulation & Water Recovery
Waste Decomposition & Material Circulation

バイオスフェアでの実験・・Lessons Learned
コロンビア大学，アリゾナ大学

有人滞在生命維持：物質再生から火星資源利用へ
宇宙ステーション（空気再生率=50%）

現地資源最大利用
Mars Mining

Plant/Food
CO2

Mars Air

H2O

CO2FeO
Al2O3

HumanSPE

Solar Energy

Reduction
Reaction
O2

H2

FC

Propellant

Battery

ElectricDevice

物質完全再生型

SPE: Solid Polymer Electrolyte (水電解装置)
FC: Fuel Cell

Material

16

= ISRU
資材・材料AlFe

SiH42SiO2

Al2O3FeO

FC
エネルギ

水素を中心に考える？
生命維持・農業O

H2OSPEFood

H2O

Ｈ２WoodCO2H2OCO2

LH2Plant

CH4
燃料地上における水素エネルギ社会の構築

Necessary Stuff & Missing Stuff on the Moon & Mars
Hydrogen

OxygenH2OCarbonSunlight

CO2ISRU

Life Support Food Energy Agriculture / Planting Fuel / Propellant
Hydrogen / H2O
Possibly found in the South Pole
Carbon / CO2 from Earth ?
Residual Propellant of Landers / Human Waste / Abandoned Stuff ….

光合成による炭素の固定
月・火星に森林を栽培

40 Ceder trees / person needed for producing O2 by Photosynthesis
Necessary Carbon =Growing Ceder trees for human breathing =3160 kg / person
Human Breathing=96 kg / year / person

月では炭素をどう調達するか
C-type (Carbonaceous) Asteroid to be a carbon source ?
to be carried & impacted to the Lunar Surface ?
Total Number of Near Earth Asteroid: 18937
C-type (Carbonaceous) Asteroid:~50
Comets:107
C-concentration of Carbonaceous Chondrite= 2-3%: ISAS Hayabusa2 team will makesure by Sample Return & Analysis
Ryugu

Ryugu : a C-type Asteroid
Hayabusa2 is now visiting
ISAS/JAXA

Volume0.38km3
Average density
1.2
Mass
456×106 ton

Total Carbon on Ryugu： 10 million ton(assuming 〜 2% fraction)
Internal Asteroidal body :Rubble pile ?? ----easy to remove &carry small portion ?

月面における基地建設

月のレゴリスを建設資材に月におけるエネルギ調達，通信，航法のネットワーク
太陽発電衛星，マイクロ波エネルギー伝送

Navigation
Data relay services

Microwave / laser powertransmission services

単発ミッションと持続的滞在のためのサプライチェイン

New System Architecture Needed in ・・・・
SPACE LOGISTICS ENGINEERING
SUPPLY CHAIN MANAGEMENT
IN-SITU RESOURCE UTILIZATION & POWER GENERATIONLONG DURATION HABITATION & TRAVELORBITAL INFRASTRUCTURE・・・・・・

SLS, Orion and LanderNASA Gateway に向けた輸送システム地球ー月ー火星間でのトラフィックネットワーク

Sustainable Human Presence
Space Logistics andSupply Chain Management
New Architecture ofSpace Transportation

地上から地球周回軌道への輸送

高頻度大量輸送の航空機的システムの構築による２桁のコストダウン

民間主導の月火星探査・移住
Blue Origin / SpaceX月・火星における持続的な社会の構築のために必要なこと
社会の規模，生み出す価値，地球依存を減らすための仕掛け
深宇宙，月，火星上での持続的滞在のシステムアーキテクチャー
可能な限り現地での資源エネルギ調達・・Ｈ，Ｏ，Ｃの調達
サバイバビリティオリエンテドなシステム:再構築，修理や再製造の仕掛け
サプライチェインのマネジメント，スペースロジスティックス，低コストな輸送システム