海外の小惑星探査・資源採掘の状況
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2014年11月の第58回宇宙科学技術連合講演会における発表スライドです。
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海外の小惑星探査・資源採掘の状況
- 1. 海外の小惑星探 査・資源採掘の状 況 寺薗淳也（会津大学） 大貫美鈴（スペースフロンティアファウンデーション） terazono@u-aizu.ac.jp http://moonstation.jp/ja/ @terakinizers Photo by NASA
- 2. 講演の概要 • はじめに • 小惑星資源探索の背景 • 小惑星イニシアチブ – 小惑星捕獲・探査計画(ARM)、小惑星グランドチャレンジ • 民間企業による小惑星資源採掘計画 – Planetary Resources、Deep Space Industries • 各探査、企業プロジェクトの最新状況 – NASA (小惑星イニシアチブ…ARM, 小惑星グランドチャレンジ) – 2社の状況 – アステロイド法案 • 小惑星資源探索の課題 • まとめ
- 3. はじめに • ここ数年、アメリカでは小惑星の資源採掘に向けた動きが活 発化している。 • すでに、小惑星の資源採掘に特化した事業展開を行うベン チャー企業が、現時点で2社立ち上がっている。このほかに も、参入の意思を示している企業も存在する。 • つまり、小惑星からの資源開発はもはや単なる「夢物語」で はなく、経済の原則に基づいた現実的な企業活動に進みつ つある。 昨年の講演では、この小惑星資源採掘に向けた動きの原動力となっている NASA「小惑星イニシアチブ」と企業の動きについて触れた。今年度の本講演 では、昨年の状況からの変化、新たに加わった動きについて触れると共に、 全体の動きを再度総括し、今後の方向性について予測する。
- 4. 小惑星資源探索の背景 • アメリカの宇宙政策が大きく転換している – 民間企業による宇宙開発重視、さらにいえば産学連携による宇宙開 発へと大きく舵を切っている。 – 有人探査については、究極の目標である有人火星探査に変化はな いものの、月を経由して火星に向かうとした「コンステレーション計画」 が中止され、それに変わる経由地をアメリカとして模索している。 • 小惑星資源探索は現時点では経済的にコストはまったく引き 合わないが、将来的な点を考えればコストに見合ってくる可 能性はある。 – 画期的な輸送手段(例えば、宇宙エレベータ)の実現なども考慮に入 れる必要がある。 – 現時点で小惑星資源探索企業は、採掘資源の利用は宇宙空間で行 うとしているが、将来的な地球上での利用については排除していない。
- 5. 小惑星イニシアチブ （Asteroid Initiative) • NASAが2013年4月に発表した、まったく新しい小惑星探査 計画。 • 探査というよりは、「イニシアチブ」(主導権)という言葉通り、 NASA、さらにはアメリカが小惑星探査において世界の主導 権をとることを目指す計画である。 • 大きく分けて2つの計画が柱となっている。 – 小惑星を捕獲・移送・探査する計画。ARM (Asteroid Redirect Mission)と呼ばれる。 – 小惑星グランドチャレンジと呼ばれる、地球近傍の潜在危険小惑星 を発見・監視する計画。 • 実施時期については、NASAでは、ARMについては、2018 年に実証機を打ち上げ、2023～2025年に小惑星への有人 探査実現を目指すとしている。
- 6. ARM (Asteroid Redirect Mission) • 小惑星イニシアチブの中で も中核をなすミッションであ り、小惑星への軌道からの 離脱、有人探査を目指す。 • 無人宇宙船により地球近傍 小惑星を捕獲したあと、月 －地球間の遷移軌道へ移 動させる。 • この小惑星に向けてOrion 宇宙船を発進させ、有人小 惑星探査を実施する。現地 での調査、サンプルリターン などが実施される。 Photo by NASA Photo by NASA
- 7. 小惑星グランドチャレンジ (Asteroid Grand Challenge) • NASAが2013年6月に発表した、小惑星、とりわけ地球に危 険を及ぼす可能性がある潜在危険小惑星(PHA)に対するプ ログラム。 • 惑星探査ではなく、PHAに対する(地上、及び宇宙望遠鏡か らの)監視、同定を主眼とする。 • Detect(発見)→Track(追跡)→Characterize(同定) →Mitigate(危機回避)の4つのステップを基本としている。 – このうち、Mitigateとは、小惑星の軌道を変更するという意味で、前述 のARMの技術が前提となると考えられる。 • NASAだけではなく、海外諸国をはじめ、(アメリカ)国内のア マチュア天文家、産業界などとの連携を図り、アメリカ全体と なってこの計画に取り組もうとしている。
- 8. 小惑星資源採掘を目指す 民間企業の動き • Planetary Resources (PR) – 現在最も先行している会社 – Eric Andersen氏とPeter Diamandis氏(世界初の純民間宇宙飛行を 実現させた投資家)により設立 – 投資者には、Larry Page氏(Google共同設立者)やRichard Branson, Eric Schmidt氏など。IT系企業人が多い。 • Deep Space Industries (DSI) – Space Frontier Foundationの共同設立者でもあるRick Tumlinson が設立。 – 技術責任者に、アリゾナ大学月惑星研究所名誉教授のJohn Lewis 氏が就任している。 – アドバイザーには作家、宇宙飛行士、大学研究者などが名前を連ね ている。
- 9. PR社の小惑星資源探索戦略 • 第1段階は、資源として有望な小惑星を発見するための宇宙 望遠鏡の打ち上げ。この望遠鏡はArkydと呼ばれる。 – 現時点ではクラウドファンディングによる資金調達で望遠鏡の建設が 決定したところ。その予備的な段階での小型衛星の打ち上げに進ん でいる。 – この小型衛星は、先日のAntaresロケットの事故で失われてしまった。 PR社は、半年程度をめどに新しい衛星を作るとしている。 • 第2段階として、有望とみなされる小惑星に向けて本格探査 のために、Interceptorと呼ばれる衛星を打ち上げる。 • 第3段階は、より詳細な探査を行うRendezvous Prospector の打ち上げ及び探査を実施。 • その後、本格的な資源採掘を行う。
- 10. DSI社の小惑星資源探索戦略 • DSI社の小惑星資源探索第1段階は、小惑星探査衛星 Fireflyの打ち上げ。 – このFireflyは小型衛星(ナノサテライト)で、開発及び打ち上げ費用は 低廉であるとしている。複数機を打ち上げての探索が計画されている。 • 第2段階は、Dragonflyと呼ばれる実証機の打ち上げとなる。 – 第1段階で有望とみなされた小惑星の1つをターゲットとし、実際に捕 獲する。 – 実際に小惑星の捕獲を行うという意味で、ARMミッションと非常に多 くの部分が共通する。 • 第3段階が本格的な資源採掘となる。この段階では、 Harvestorと呼ばれる商業資源採掘機が活躍する。 – 採掘単位は年間数千トンと見積もられている。
- 11. 小惑星イニシアチブの最新状況 • 現時点で、小惑星をインフレータブル構造で包み込む方式の ほかにも、小惑星を機械的に捕獲する方式の検討が進めら れている。 – 前者は「Option A」、後者は「Option B」と呼ばれている。 – 具体的に(両者とも)どのような方針になるかは不明。 • 2014年7月、NASAはARMについて、企業などからの提案を 18個に絞り込んだと発表。 – 昨年の段階で寄せられていた約400個の提案を昨年10月のワーク ショップなどで96まで絞り込み、そこからさらに厳選した形。 – 小惑星捕獲システム(4)、小惑星とのランデブー用センサーシステム (2)、商用宇宙機のARM適用可能性(4)、サブペイロード(5)、月遷移 軌道における有人探査(5) – 今後これらの提案をもとに、ARMのコア部分の内容ができあがってく ると考えられる。
- 12. Option Bの一例 Photo by NASA, 出典: http://www.planetary.org/blogs/jason-davis/2014/the-latest-on-nasas-asteroid. html
- 13. 小惑星グランドチャレンジの 最新状況 • 2014年3月10日、NASA は小惑星発見につなが るアルゴリズムを募集す るコンテストを実施すると 発表。 • 優秀なプログラムには NASAから35000ドルの 賞金が供与される。 • なお、このコンテストの共 同実施者はPlanetary Resources社である。 http://www.topcoder.com/asteroids/
- 14. PR社、DSI社の状況 • PR社では、小惑星検出システムの開発を実施中。 – ウェブサイト「Asteroid Zoo」上で簡単な登録を行うだけで、インター ネットを経由して市民が小惑星発見に参加できる。 – 前述のNASAの「小惑星イニシアチブ」とも関連している可能性があ る。 • PR社は小惑星資源探索に向けた衛星開発も進めている。 • DSI社の現在の業務は、NASAの小惑星イニシアチブ関連 の技術検討事業がほとんど。 – 小惑星探査機については、最初のFireflyの打ち上げが2014～2015 年と当初アナウンスされていたが、現時点でそのようなアナウンスは なされていない。 – ただ、PR社と同様、小型衛星の開発は迅速に行えるため、打ち上げ た時点でのアナウンスが行われることも考えられる(それまでは秘密 裏の開発)。
- 15. 「アステロイド法案」 • 小惑星採掘を政府として支援することを目的に提出された法 案(可決はされていない)。 • 共和党所属でフロリダ州選出のBill Posey、民主党所属でワ シントン州選出のDerek Kilmer議員の共同提案。 • American Space Technology for Exploring Resource Opportunities in Deep Space Act、頭文字をつなげると ASTEROIDS Actとなる。 • 以下3点が大きな特徴。 – 大統領に対し、FAAなどに小惑星資源採掘に関わる規制の緩和、小 惑星開発の法整備を促す。 – 小惑星から採掘した資源が各企業に権利があることをアメリカの法 律で保障する。 – 他からの「有害な干渉」がないことを保障する法整備を行う。
- 16. 小惑星資源探索の課題 • ARMについては、その最も肝心な小惑星捕獲部分をはじめ、 ミッション全体の実現可能性について疑問の声がある。 – オプションが用意されたこと自体が技術的な確実性が不足しているこ とを示すものといえる。 – 2020年代半ばのミッション実現が実際に行えるのかどうかも、Orion 宇宙船の開発を含めて不透明。 • ASTEROID法案が宇宙条約などを含め、基本的な国際法と 整合性があるものかどうか不透明。 – この法案が通らなかったとしても、今後似たような法案が出てくる可 能性はある。 – 現在の宇宙法スキームではこういう民間での資源採掘は想定されて いないため、どこかの国が法律で定めてしまうとそれを防ぎきれない おそれがある。
- 17. まとめ • 昨年の発表を踏まえ、今年度の発表は、現時点での進行状 況(とりわけ、昨年度発表時点からの進行状況)についてを中 心にまとめた。 • 小惑星資源探索計画、またNASAの小惑星探査プログラム は、非常に進行が早く、随時新しい情報が入ってきている状 態である。従って、今後も大きな変化がある可能性は大きい。 • しかし、資源探索計画が進行していくこと、またNASAが小惑 星に向けての有人探査を進めていくことは、(少なくとも政権 交代までは)確実と考えられる。 • 宇宙資源探査における権利確保の問題は、日本としても真 剣に捉えなければならない問題であり、こういった計画への 参画検討の一方で、法的な対処を考えていく必要がある。