2023 Fiscal Year Annual Research Report
Proof-of-concept experimet for exploration, development, and utilization of space resources
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23H00279
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮本 英昭 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00312992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鹿山 雅裕 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (30634068)
姫野 武洋 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60376506)
羽柴 公博 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60456142)
逸見 良道 国立研究開発法人情報通信研究機構, テラヘルツ研究センター, 研究員 (60767680)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 宇宙資源 / 月 / 小惑星 / 模擬土壌 / 探査計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
資源研究のフィールドは、地球外に広がっている。近年急速に進む地球近傍天体の科学探査は天体表面の状況把握に成功しているため、今後は段階的に宇宙資源の「その場」利用が実現すると考えられる。我が国は小惑星サンプルリターン探査の先駆者であり、宇宙機関のみならず大学や民間会社が多角的に参画しつつ月着陸探査を進めており、宇宙資源開発における強固な国際的優位性を確保しうる。
そこで本研究は①月・小惑星の科学探査の成果に基づき、大規模に利用可能な精密な天体表層模擬土壌を作成し、②これを用いて有用物を効率的に発見・採取・選鉱・精錬するための手法を検討し、③その原理実証装置(BBM)を開発することを目的として、その上で将来の探査計画に資源探査の側面で参画することを最終的なゴールとして研究を進めている。
今年度は、月と小惑星の双方において揮発性成分や金属という意味で資源探査を実施するために、リモートで広域の探査が可能な電磁波を用いた探査方法が有効と考え、周回機および着陸機での探査方法の検討を進めた。特に誘電率の値が水氷や金属の存在の有無で変化すること、その値が過去の月の電磁波探査の結果や小惑星の地上からのレーダー観測を解釈する上で重要である一方で、月および小惑星の表面において誘電率を直接計測した例が無いことに着目し、誘電率の直接計測手法について検討を進めた。
その結果、マイクロストリップラインを用いた共振器を、土砂と直性接触させることで正確に誘電率が測定できることを利用し、着陸探査において効果的に誘電率を計測できる小型かつ軽量な機器のBBMの開発に成功した。この考え方に基づき、NASAが進めている有人月探査計画（アルテミス計画）の着陸機に機器を提案し採択された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究計画では、３年間の研究を実施した後で資源探査に向けた探査装置のプロトタイプを作製し、そこから実際のミッションへの搭載を目指すことを予定していた。しかし月面の資源探査用としての誘電率測定装置の理論的検討が進み、ここから宇宙資源（特に揮発性成分と金属）に関連した科学的意義を深めることができたため、その内容をまとめて、NASAのアルテミス計画における宇宙飛行士が展開する科学機器の公募へ応募することができた。その結果、60以上の提案の中から選ばれた3件に入ることができ、実際のフライトに向けて詳細検討を行うこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度開発した模擬土壌も用いて、やはり昨年度に作製した実証試験器のBBMを用いて、この機器の検証を進める。特に極低温も含めた幅広い温度条件や真空下での検証を進める。アルテミス計画だけでなく、将来の小惑星探査計画も視野に入れつつ、加熱抽出の機構も検討する。
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[Presentation] IDEFIX, the MMX Rover: In-Situ Science on Phobos2024
Author(s)
Ulamec, S. Michel, P. Grott, M. Schreder, S. Hbers, H. W. Cho, Y. Prieto-Ballesteros, O. Murdoch, N. Vernazza, P. Biele, J. Tardivel, S. Miyamoto, H.
Organizer
55th Lunar and Planetary Science Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] TSUKIMIで目指す月科学・月資源工学2023
Author(s)
宮本 英昭, 笠井 康子, 小林 真輝人, 吉岡航輝, 竹村 知洋, 逸見 良道, 大野 辰遼,鹿山 雅裕, 清水 雄太, 孫 辰浩, 高橋 幸弘, 西堀 俊幸, 本多 哲也, 前澤 裕之,山田 崇貴, 王 蘇芸
Organizer
第67回宇宙科学技術連合講演会
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