特集はムウ
ニミ
アル次

月面基地の想像図。月面基地は、人類が月面で活動する上での拠点となる居へ
ドルーのフィ住空間などの構造物のある基地のこと。
最近では、世界各国が月面探査計画を発表し、将来の月面基地建設の検討を進めている。

年から 約 5 0た1969 年
っ立り
降めて月へ
探 査 では、で人類が初ます 。月 面」
い画て計っロ
ま高「ア ポへ の 注 目が。
び月面探査
再、れ て います
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果を割役
ムが 重 要なア ルミニウN!
EWSSL
月面 の日本の「SLIM」が月へのピンポイント着陸を

I M を小型影ブが 撮プロー。
しました

達成！

2024年1月に小型月着陸実証機「SLIM」が月面への着陸に成功しました。探査機の構造材料などには、軽量で強度にすぐれたアルミ合金が多く使われています。

小型プローブにもアルミニウム月面探 査機から、着陸 後の撮 影や通信を行うための小型探 査 機（プローブ）が 放 出されました。プローブの 構 造 部にはアルミ合金が使用されています。

アルミニウムで衝撃を吸収

アルミニウム製の 衝 撃 吸収材 が、SLIMの 接 地 点 に 付けられています。網 目 状 のクッション構造は3Dプリン© JAXA© JAXA

ターにより積 層造 形されました。

© JAXA© NASA資 源利用
宇 宙 観 測や点にも査の中継 拠
有人 火 星 探

人類が目指すフロンティア
もっとも身近な天体「月」がこれからの宇宙探査の拠点になる

月© JAXAが計画されている月面基地は、月資源の探査に加え、火© JAXA
月の南極で水を探査する「LUPEX」

月 極 域 探 査 機ミッション「LUPEX（ル ペック

月の周りを回る宇宙開発の拠点「 G ateway 」

星や木星などの惑 星探 査の拠 点としての役割も期待さ

国際宇宙プロジェクト「アルテミス計画」の月周回有人拠点「Gateway（ゲートウェイ）」において、日本 は 国 際 居住モジュールの生命維持・環 境 制 御システムなどを提 供するほか、新型宇宙ステーション補給 機の発展型による物資補給も検討中だ。

れています。

ス）」は、月の南 極のクレーターにある太 陽 光の当たらない「永久影」や地下に存在すると予想されている水の量 や 分布、状 態などを探 査する計画だ。画像は、LUPEXの着陸機（右）と探査車（左）のイメージ図。

月は、私たちが 暮らす地球に最も近い天体であり、最も身近な天体の一つです。夜空に光る美しい月は、今も昔も多くの人々の心を魅了してきました。また月は潮の満ち引きを起こし、私 たちの 生 活に密 接な かか わりを

05

各国のプロジェクトが進行中注目を集める月面探査計画

る有人宇宙飛行計画です。この計画では、2026年以降の起源を探る」といった課題を、小型探査機で実証するに月面に人 類を送ろうとしています。また、月面探 査と探 査計 画です。2023年9月に打ち上げられた「SLIM」

そ の 後 の火 星 有人 着 陸 に向けたプ ロジェクトとして、は、2024年1月に見事に月面 軟 着 陸を成し遂げ、注目を集めました。

持ってきました。それにもかかわらず、月の起 源や形成近年、小惑星から試料を持ち帰る「サンプルリターン」

月面と火 星に向けた中 継 基 地となる月周 回 有人 拠 点

過程などは明らかにされておらず、月はいまだに多くのが大きなニュースになっていますが、人類最初のサンプ「Gateway（ゲートウェイ）」を建設する計画があります。

このほか、国 際協 働プロジェクトとしてJA X Aとイン謎を秘めた天体です。

ルリターンは、1969年 のアポロ11号によるものです。

この拠点を利用して月に物資を運び、月面基地の建設をド宇宙研究 機 関（ISRO）が共同で開発している月極 域月面探査は、人類にとって未知なる世界への挑戦であ

人 類の月面到着から約50年経った2024年、月面探 査進める計画です。

探 査 機 ミッション「LUPEX」が 進 行 中 で す。このミッり、科 学 技 術の進 歩を 促す重 要なチャレンジ でもありに関わるプロジェクトが数多く計画・進行しています。

日本では現在、JAXA（宇宙航空研究開発機 構）のプ

ションでは、月極 域に存 在 すると予 想されている水のます。また月面探査は、将来、人類が本格的な宇宙開発日本が 参 加する国 際プロジェクト「アルテミス計 画」

ロジェクト「SL IM」が 進行中です。これは「狙った場所分布、状態や形態などを明らかにすることを目指していを進めるための技 術開発の第一歩でもあります。建設

は、アメリカ、欧州、カナダ、オーストラリアなどが参加すへのピンポイント着陸」「 着陸に必要な装置の軽量化」
「月ます。

06

特集

ムはアルミニウルドへーィフの次「 月 の 砂 」からア ルミニウムを取り出す
研 究をして います

月の砂から、アルミニウムを取り出す「レーザー還元」

月の表面を覆っているレゴリス（月の砂）には酸化アルミニウムが含まれています。酸化アルミニウムは、アルミニウムと酸 素 に分 解 で きま す が、大 きな エ ネルギーと酸素を奪うための還元剤が必要になります。研月の資源を有効活用

究では、太陽光を利用したレーザーで4000℃以 上の高温をつくることで、レゴリスをプラズマ状にして、金属アルミニウムと酸素を取り出す方法を開発中です。
現在はまだ少量のアルミニウムしか取り出せません
が、将来的にはマグネシウムなどのほかの金属も効率的に取り出せるようにしたいと考えています。どちらも月面に豊 富に存 在 する太 陽 エネル ギーとレゴリスから、月面開発に必要な金属資 源と酸素を取り出すことができる月資源利用システムの開発を目指しています。
東京大学大学院
工学系研究科 航空宇宙工学専攻

小紫 公也 教授

レゴリスを構成する成分の割合

砕かれた月の砂「レゴリス」で覆われている。
レゴリスには酸化アルFeO
MgO 7%

ミニウム など、さまざまな 金 属 酸 化 物 が含10%
CaO
14%

月面 は 岩 石が 細 かく

SiO245%

まれている。

23%

Al203

酸化アルミニウム“電磁・光エネルギー”、“プラズマ加速”、“ワイヤレスパワー”などを

2 0 0 ℃の℃ 、夜は−
昼は 1 3 0
えられる
境にも耐環
な酷過

融合して、人類の本格的な宇宙進出に必要となる新しい宇宙輸送システムを研究中。プラズマ技術は月資源開発にも活かされている。

月面基地の建設に期待される資源「アルミニウム」
過酷な宇宙空間での利用に適したアルミニウム

07

アルミニウムは、月で利用するのに適した材料として

将 来、月には月面 基 地 が 建 設され、天 体 観 測や宇宙期 待されています。その理 由の 一つは、資 源 が 豊富で開発の拠点になると予想されています。では、どうやっあることです。レゴリス中には 酸 化 アルミニウム が 約て月面 基 地を建 設 するのでしょうか。基 地を作る材料23％含まれています。また、月面の過 酷な 環 境にも耐を地 球 から運 ぶのは、莫 大なコストや時 間がかかるのえられる特性を持っています。月面では、一日のうち昼で、なるべく月面にある資 源を活 用するのが合 理 的では130℃、夜 は−200℃という大きな 温 度 差 が あります。そこで注目されるのが、月面の砂（レゴリス）の有効す。一 般に金属は低温では脆くなりますが、アルミニウ活用です。

ムは低温でも脆くなりません。また、耐 食性や加工性にレゴリスの成分の多くは、酸化ケイ素や酸化アルミニ優れる、リサイクル性に優れる、など月面基 地で利用しウムなどの酸化物です。ここからケイ素を取り出すことやすい特 性を兼ね備えています。また、アルミニウムをができれば、ソーラーパネルの原料として利用できます。

「燃料」として活用する研究も進められています。

アルミニウムができたレーザーを左側の酸化アルミニウム試料にレーザーを照射した後の試料表面を電子顕照射しているようす。4000℃の高温では、微鏡で観察したところ。表面に、粒径5μm酸化アルミニウムがアルミニウムと酸 素に程 度の粒状のアルミニウムが多数、生成し分解（還元）する。ていることが分かる。

AL
アルミニウムを「燃料」にする
新しいエネルギーサイクルとは

月面開 発を進める上では、エネルギーの 確 保もたいへ発生した水素は、燃料や発電に利用できます。酸化アルミん重要です。月面では昼が約14日間、夜が約14日間続きニウムは太陽エネルギーを利用して、再びアルミニウムにます。そのため太陽光発電を利用するには、夜間のエネル戻すことができます。

ギー 供 給を確 保する必 要があります。地 球 上では バッテ

この 仕 組みは「アルミニウムエネルギーサイクル」と呼リーを利用する方法 が 一 般 的ですが、月面では大容量のばれ、アルミニウムを用いてエネルギーを貯蔵したり利用バッテリーを用意するのは難しいと考えられます。

したりできるユニークなものです。CO 2を発生させないア

そこで提 案されているのが、アルミニウムを「燃料」としルミニウムエネルギーサイクルは、持続的な月面活動をサて利用する方法です。レゴリスから作られたアルミニウムポートするエネルギーシステムとして、また地 球 上のエネは水と反 応すると、酸化アルミニウムと水素になります。

ルギー問題の解決にも役立つものと期待されています。

またアルミニウムは、建物や乗り物などの材料として利用できます。

レーザーで4000℃

酸 化アルミニウムを再生可
能 エネルギーで 還 元し、還元したアルミニウムを水と結 合 させることで、エ ネルギーを取り出すことが できる。金 属 アルミニウムは 貯
蔵 や 輸 送 に 適していて、酸化・還 元 反 応 のいず れで もCO 2 を 発 生 す る こと が な
い、クリーン な エ ネル ギ ーサイクルを実現できる。

再生可能エネルギーを利用する

Al203

CO 2
排出ゼロ

酸化アルミニウム

還元反応

Al 2 0 3 → 2Al +水素の利用酸化反応

3O22CO 2
排出ゼロ

2Al + 3H 2 0→ Al 2 0 3 + 3H 2Al
酸素の利用

アルミニウム

貯蔵・輸送がしやすい

取材協力・写真提供：東京大学大学院 工学系研究科 航空宇宙工学専攻 小紫 公也 教授

08

特集

ムはアルミニウ

ルドへーィ
フの次
玩具作りの技術が生かされた月面ロボット

アルミ合金製ホイール

カメラ機能

重 力が地 球の6分 の1で 砂 に覆わ れた 月面において探 査 を 行 うた め に 開 発 さ れ た「SOR A- Q」は、JA X A（宇宙航空研究開発機構)と玩具メーカーである（株）タカラトミー、ソニーグループ（株）、同志社 大学により共同 開 発された 超 小型の変 形 型 月面 探 査ロボットです。
ボディは直径約80mmの球体ですが、月面に放出されて着陸すると球体が 左右に拡張 変 形し、外殻 がホイールとなり、走行可能な姿に変 形します。そして月面を動き回りながら動作履 歴や周辺を撮 影した画像データをLEV-1（ともに SLIM に搭 載され、探 査する超小型月LED
USB充電© ＴＯＭＹ

球体が 左右に拡張 変 形し、外殻 がホイールとなり走行できる状態になる。

面 探 査 ロ ーバ）を 経 由して 地 上 に 送 信 する 仕 組 み になっています。
このユニークな月面ロボットの小型軽 量化や変 形の仕 掛けに大きく貢 献したのは、玩 具作りで 培われた技術でした。
「SOR A- Q」は極めて少ない部品でシンプルな設 計となっています。玩 具の開発で 培われた柔軟な発 想と低コスト化のノウハウを生 かして開 発が 進めら© ＴＯＭＹれ、月面 探 査プロジェクトで も通 用する高 性 能の世界最小の月面探査ロボットが誕生したのです。

© ＴＯＭＹ
たとえ走行中に体勢をくずしそうなことがあっても、後部に付いた尾のようなスタビライザーを使い常にカメラを上に向けることができるのアルミ製ホイールで月面探査を擬似体験

界に 、月の世がる！
夢が広

誰でも身近に月面探査の面白さを擬 似体験できるよ
うに 開 発され たの が、「SOR A- Q Flagship Model」

壮大な宇宙を手のひらで感じる
変形型月面ロボット 1/1スケールモデル

SORA-Q Flagship Model
2023年9月に打ち上げられた 小 型 月 着 陸 実 証 機「SLIM」にです。実際に月面着陸した「SORA-Q」と大きさや変 形の仕方も同じ1/1スケールモデルで、ホイール部分には本物らしさを感じられる質感にこだわり、アルミ合 金が採用されました。走行は、バタフライ走行とクロール走行の2通りです。水泳の腕の動きと同じように

専 用 ア プリで 月 面 探 査を体 験！

き、
景色 を見 なが ら操 作でコントロ ール 画面 は実 際のて査しを探月面れて いる ので 、月面 のデ ータ が使 用さる
アすクリ
令をて指活 用しいる 気 分 にな れる 。A Rを。
いる
れてミッションもプログラムさバタフライは左右のホイールが同時に動き、クロールは交互に動きます。
動きも「SORA-Q」と同 様に再 現されており、スマホにダウンロードしたアプリを使用して操作することができます。走行しながら、内蔵されているカメラで周囲を撮影することも可搭 載され た、超 小 型 の 変 形 型 月 面 探 査ロボット「SORA-Q」。

能。また、アプリ画 面には月面ARが合成され

月 面 着 陸 後 は、将 来 の 惑 星 探 査 活 動に向けて 役 立 つさまざまたモードがあり、本当に月面で走行しているよなデータを取得しています。これを再現した「SORA-Q Flagship

うな感動体験ができます。世代を超えて楽しめ

Model」は、自宅にいながら月面探査を体験できる「SORA-Q」© ＴＯＭＹる「SORA-Q Flagship Model」は、宇 宙 へ のの1/1スケールモデルです 。
月面の砂の上を自由に走る「SORA-Q」の予想図

09

は、球体ならでは。肉抜きをすることで軽量化している。

© JAXA好奇心をますますかき立ててくれます。
取材協力：（株）タカラトミー

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特集

ムはアルミニウR obo tty

代表取締役

m obili︵ 株 ︶ア ス タ ーDron e

本 郷 武 延 さん

ルドへー
ィ
フの次

開 発中の風 力発電 機。アスター 発電 機 が 微 風でも回 転し、電気を生み出す。コンパクトな躯体は運 搬・設 置・保守 性に優れ、災害時にも頼れる存 在に。

Gen era

革新的技術でアルミニウムの可能性を広げます

tor

高パワーなのに、小型で超軽量地球にも優しい！

我々 の 技 術 は、アルミニウム がとて つ も な い

アルミ製コイルが 実現した
次世代の高性能モータ

アスターモータ

アスターモータ（左）小型軽量で大型ドローンへの採用も期待されている。

特殊形状アルミ製コイル（右）タの 技 術 は、社 会 や産 業 に 広く役 立 つ ものでタの 小 型・高 性 能 化 を 実 現。大 きいす。次の 世 代 に 向 け て、ぜ ひ 皆 さん と 協 力し

断 面 積 で 電 気 抵 抗 減 少と 放 熱 性 向使 用 でより一 層の 軽 量 化 が 実 現し、同時にリサイクル性も向上した。

機 械を動 かす。クルマを動 かす。あらゆる分 野 の動 力 として 重 要 な 役 割 を担うモ ー タ 。モ ー タの 性 能が向上すれば、エネルギーを効率よく利用でき、SDGsにもある世界のエネルギー問題の解決にも大きく貢献しま す 。
「アスターモータ」（ ASTERMOTOR ® ）は新開発のアルミ製コイルを搭載し、小型軽 量 化と高性能を兼ね備えた期待のモータです。

したと 思 いま す。アスター モ ー タの チャレンジは、まだ始まったばかりです。この新型モーアルミ製コイルの独特な形 状 がモー上を両立した。また、アルミニウムのポ テン シャル を持 って い るということを 立 証新しいモビリティや宇宙開発未来シーンでの活躍に期待ながらシェアしていきたいと考えています。

従 来 のモ ータに比べ多くのメリットを持 つアスター
モ ータは、幅 広い分 野で の 活 躍 が 期 待されています。
例えば、将来的に活躍が 期待されるドローンやeVTOLなどの空のモビリティ。宇 宙 開 発に不 可欠なロケットやロボットなど。高 性 能で 少しでも軽 量 が 求められる分野では、まさに最適なモータだといえます。
また、再生可能エネルギーである風力発電でも、アスコイルに帯状のアルミ板を採用し高性能化とリサイクル性を両立

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時に導体の充 填 率も上がり小型化を実現。材料にアルターモータの技術を応用した発電機の開発が 進められミ板を使用することで軽量となり、モータの発熱も効率ています。高効率かつ滑らかな駆 動により微 風下でもよく逃がすことができます。

大 量 発電 が 可能であり、戸 建て住宅やマンションに設モータの中で、コイルは最も重要な部品の一つです。

銅は素 材の 価 格が 変 動しやすいですが、アルミニウ置し、CO２排出削減の対策として有望視されています。

新開発の高性能モータ「アスターモータ」は、従 来にな

ムは価格が 安定し使いやすい材料です。また丸 線コイさらに、災害や 停 電の場 合の臨 時 設 備として使 用できい画期的なコイルを搭載したのが大きな特徴です。

ル はリサイクルで 再 利 用しにくいという問 題 が ありまるので、緊急時対策にも役立ちます。

従来のコイルは、細い銅線をらせん状に巻いたものですが、アルミ板コイルは解 体 時に分別しやすく、リサイさらに進化を続ける新 型モータと特 殊 形 状アルミ製すが、新型モータのコイルは帯状のアルミ板を重ねて作

クル 性にも優 れています。このように、新 型 モ ー タにコイルは、海外からも注目されています。今後このモーられています。この構造により、コイルの断面積は丸線

は、アルミニウムのさまざ まな 特 性 が 生 かされている

タがどのような分野で活躍していくのか、大いに期待さコイルに比べ大きくなるため、大きな電流を流せると同のです。

れます。

アルミダイキャストのボディが並ぶ製品検査エリア（上）。信頼性評価には振動試 験機（下）などを活用する。

取材協力：（株）アスター12