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月には将来的に利用できる可能性のある天然資源が豊富にある。 [1] [2]潜在的な月の資源には、揮発性物質や鉱物などの加工可能な物質や、溶岩洞などの地質構造が含まれる可能性があり、これらを組み合わせることで月での居住が可能になる可能性がある。月面の資源を利用することで、月面探査などのコストとリスクを軽減できる可能性がある。[3] [4]
軌道上およびサンプルリターンミッションから得られた月資源に関する知見は、月における現地資源利用（ISRU）の可能性についての理解を大きく深めたが、その知識はISRUベースのキャンペーンを実施するために多額の資金を投入するのに十分なほどではない。[5]資源の可用性の決定は、人間の居住地の選択に影響を与えるだろう。[6] [7]
概要
月面物質は、月面探査の継続や、地球と月付近（いわゆる地球近傍空間）での科学・経済活動の促進に役立つ可能性があるほか、地球表面に持ち込まれて世界経済に直接貢献することも可能だ。[1]レゴリス（月の土）は最も入手しやすい製品で、溶解することで放射線や微小隕石からの保護、建設・舗装材として利用できる。[8]月面レゴリス酸化物からの酸素は、代謝酸素やロケット推進剤酸化剤の供給源となり得る。水氷は、放射線遮蔽、生命維持、酸素、ロケット推進剤原料用の水を提供できる。永久影のクレーターからの揮発性物質は、メタン（CH
4）、アンモニア（NH
3）、二酸化炭素（CO
2）と一酸化炭素（CO）です。[9] レゴリスに含まれるさまざまな鉱物から、地元の産業に必要な
金属やその他の元素が得られます。
月は炭素と窒素に乏しく、金属と原子状酸素に富んでいることが知られていますが、それらの分布と濃度はまだわかっていません。さらなる月探査により、経済的に有用な物質のさらなる集中が明らかになるでしょう。これらが経済的に採掘可能かどうかは、それらに置かれる価値と、それらの採掘をサポートするために利用できるエネルギーとインフラによって決まります。[10]月面でその場資源利用（ISRU）をうまく適用するには、着陸地点の選択と、適切な表面操作と技術の特定が不可欠です。
いくつかの宇宙機関による月周回軌道からの偵察が進行中であり、着陸船と探査車がその場で資源と集中を偵察している（月へのミッションのリストを参照）。
リソース
月には太陽エネルギー、酸素、金属が豊富に存在する。 [12] 月面に存在することが知られている元素には、水素（ H）、[1] [13] 酸素（O）、ケイ素（Si）、鉄（Fe）、マグネシウム（Mg）、カルシウム（Ca）、アルミニウム（Al）、マンガン（Mn）、チタン（Ti）などがある。特に豊富な元素としては、酸素、鉄、ケイ素が挙げられる。レゴリス中の原子状酸素含有量は重量比で45%と推定されている。[14] [15]
アポロ17号の月大気組成実験（LACE）の研究によると、月の外気圏には微量の水素（H 2）、ヘリウム（He）、アルゴン（Ar）、そしておそらくアンモニア（NH 3）、二酸化炭素（CO 2）、メタン（CH 4）が含まれている。月面の微量ガスの存在は、高エネルギー光子または太陽風が月面の物質と反応すること、月の表土の蒸発、彗星や流星体からの物質堆積、月の内部からのガス放出など、いくつかのプロセスで説明できる。しかし、これらは非常に低濃度の微量ガスである。[16]月の外気圏の総質量はおよそ25,000キログラム（55,000ポンド）で、表面圧力は3×10 −15 bar（2×10 −12 torr）である。[17]微量ガスは、その場での資源利用には役立たない可能性が高い。
太陽光発電
月の昼は約2週間続き、その後約2週間夜が続きますが、月の両極はほぼ常に照らされています。[18] [19] [20]月の南極には、クレーターの縁がほぼ常に太陽光にさらされている領域がありますが、クレーターの内部は永久に日光から遮られています。
太陽電池は、レゴリスを加熱し、太陽電池構造に適した半導体材料をレゴリス基板上に直接蒸発させ、金属接点と相互接続部を堆積させて地上で直接完全な太陽電池アレイを完成させる機能を備えた中型（約200kg）ローバーによって月の土壌上で直接製造することができます。[ 21]ただし、このプロセスでは、レゴリスから必要な材料を精製するために地球からフッ化カリウムを輸入する必要があります。[22]
原子力
キロパワー核分裂システムは、月、火星、さらにその先の目的地に長期の有人基地を可能にする信頼性の高い電力生成のために開発されています。[23] [24]このシステムは、太陽光による発電が断続的な月や火星の場所に最適です。[24] [25] ウランとトリウムはどちらも月に存在しますが、核燃料のエネルギー密度が高いため、その場で生産するよりも地球から適切な燃料を輸入する方が経済的である可能性があります。
放射性同位元素熱電発電機(RTG) は、放射性同位元素の誘導核分裂ではなく、その自然崩壊を利用する別の形式の原子力発電です。これらは何十年もの間、月を含む宇宙で使用されてきました。通常のプロセスでは、適切な物質を地球から調達しますが、使用済み核燃料などの原料があれば (処理のために地球から運ばれるか、現地の核分裂炉で生成される)、月でプルトニウム 238またはストロンチウム 90 を生成することができます。RTG は、月面と月面以外の両方の用途で、利用可能な太陽光に依存せずに電力を供給するために使用できます。RTG には有害な毒性物質と放射性物質が含まれているため、事故の際にそれらの物質が意図せず拡散する懸念があります。そのため、一般大衆による抗議は、放射線の危険性を 過大評価しているため、RTG の段階的廃止 (代わりに代替電源の推奨) に焦点が当てられることがよくあります。
より理論的な月の資源は、核融合のための潜在的な燃料です。月の表土に地球よりも多く存在するヘリウム3は、特にメディアの注目を集めています。しかし、これまでのところ、核融合は、人間が制御された形で使用して、正味の使用可能なエネルギーを放出したことはありません（核融合炉などの装置は正味のエネルギーを消費しますが、水素爆弾は制御された核融合反応ではありません）。さらに、ヘリウム3は核融合の考えられる経路の1つに必要ですが、他の核融合は、地球上でより容易に入手できるトリチウム、リチウム、重水素などの核種に依存しています。
酸素
レゴリス中の元素酸素含有量は重量で45%と推定されています。[15] [14]酸素は、鉄を多く含む月の鉱物やガラスに酸化鉄としてよく見られます。このような月の鉱物やガラスには、イルメナイト、オリビン、輝石、衝撃ガラス、火山ガラスなどがあります。[26]月には、 16 O、17 O、18 Oの形でさまざまな酸素同位体が存在しています。 [27]
月のレゴリスから酸素を抽出するための少なくとも20の異なるプロセスが説明されており、[28] [29]、いずれも2～4メガワット年のエネルギー（すなわち1,000トンの酸素を生産するには、約 1000トンの酸素が必要です。[1]金属酸化物からの酸素抽出でも有用な金属が生成されますが、水を原料として使用した場合は生成されません。[ 1 ]月の土から酸素を生成する可能性のある方法の1つは、2つのステップを必要とします。最初のステップでは、水素ガス（H 2）で酸化鉄を還元して、元素鉄（Fe）と水（H 2 O）を生成します。[26]次に、水を電気分解して酸素を生成します。酸素は低温で液化して保存できます。放出される酸素の量は、月の鉱物とガラスに含まれる酸化鉄の量によって異なります。月の土からの酸素生成は比較的速いプロセスで、数十分で発生します。対照的に、月のガラスからの酸素抽出には数時間かかります。[26]
水
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いくつかの探査機からの累積的な証拠は、月の両極の表面に水氷が存在することを強く示唆しているが、そのほとんどは南極地域にある。[30] [31]しかし、これらのデータセットの結果は必ずしも相関しているわけではない。[32] [33]月の永久影の表面積は、北半球で13,361 km 2 、南半球で17,698 km 2であり、合計面積は31,059 km 2であると判明している。[1]これらの永久影の領域の一部またはすべてに水氷やその他の揮発性物質が含まれている範囲は現在不明であるため、月の氷の堆積物、その分布、濃度、量、配置、深さ、地質工学的特性、および抽出および処理システムの設計と開発に必要なその他の特性について、より多くのデータが必要である。[33] [34] LCROSS探査機がカベウスクレーターに意図的に衝突した際、発生した破片の噴出をモニターし、水氷はレゴリス全体に分散した小さな（10cm未満）個別の氷片、または氷粒の薄いコーティングの形で存在するに違いないと結論付けられました。[35]これをモノスタティックレーダー観測と組み合わせると、月の極地クレーターの永久影の領域に存在する水氷は、厚い純粋な氷の堆積物の形で存在する可能性は低いことが示唆されます。[35]
水は、地質学的時間スケールで、水を含む彗星、小惑星、隕石の定期的な衝突によって月に運ばれた可能性がある[36]、または太陽風の水素イオン（陽子）が酸素を含む鉱物に衝突することでその場で継続的に生成された可能性がある。[1] [37]
月の南極には、クレーターの縁がほぼ常に太陽光にさらされている地域があり、クレーターの内部は永久に日光から遮られているため、将来採掘できる可能性のある水の氷が自然に閉じ込められ、収集される可能性がある。
水分子（H
2O ) は分解されて分子状水素 ( H
2）と分子状酸素（O
2）をロケットの二元推進剤として使用したり、冶金や化学生産プロセス用の化合物を生産したりする予定です。[3]推進剤の生産だけでも、業界、政府、学術の専門家による合同委員会の推定によると、近い将来、月由来の推進剤の年間需要が450トンに達し、これは処理された月の水2,450トンに相当し、年間24億ドルの収益を生み出します。[25]
水素
月の表面で、月の極に面した斜面は、より高い水素濃度を示しています。これは、極に面した斜面は、水素の蒸発を引き起こす太陽光にさらされる量が少ないためです。さらに、月の極に近い斜面では、約 45 ppmw のより高い水素濃度を示しています。月に水素が存在する理由については、さまざまな理論があります。水素を含む水は、彗星や小惑星によって月に堆積した可能性があります。さらに、太陽風が月面の化合物と相互作用して、ヒドロキシルや水などの水素含有化合物が形成された可能性があります。[38]太陽風はレゴリスに陽子を埋め込み、水素(H)の化合物である陽子化原子を形成します。結合水素は豊富ですが、そのうちどれだけが地下に拡散し、宇宙に逃げ、コールドトラップに拡散するかについては疑問が残ります。[39]水素は推進剤の製造に必要であり、産業用途が多岐にわたります。例えば、水素はイルメナイトの水素還元によって酸素を生成するために使用することができます。[40] [41] [42]
金属
鉄
鉄（Fe）は海の玄武岩中に豊富に含まれている（重量あたり約14～17%）が、そのほとんどはケイ酸塩鉱物（輝石やオリビン）や低地の酸化鉱物イルメナイトに閉じ込められている。 [1] [44]抽出にはかなりエネルギーを要するが、月の顕著な磁気異常のいくつかは、残存する鉄を豊富に含む隕石の破片によるものと考えられている。この解釈が正しいかどうか、またそのような隕石の破片がどの程度利用可能かは、現地でのさらなる探査によってのみ判断できる。 [1]酸化鉄（Fe 2 O 3）からなる鉱物であるヘマタイトが月で発見されている。この鉱物は、鉄、酸素、液体の水の反応によって生成される。地球の大気中の酸素がこの反応を引き起こす可能性があり、月の地球に面した側にヘマタイトが多いことがそれを示している。[45]
レゴリス中には遊離鉄も存在し（重量比0.5％）、ニッケルやコバルトと自然に合金化しており、粉砕後に単純な磁石で簡単に抽出できます。[44]この鉄粉は、積層造形、3Dプリント、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー溶融（SLM）、電子ビーム溶融（EBM）などの粉末冶金技術を使用して部品を製造するために処理できます。 [44]
チタン
チタン（Ti）は、鉄、アルミニウム、バナジウム、モリブデンなどの元素と合金化して、航空宇宙用の強力で軽量な合金を製造することができます。チタンは、重量比で5～8％の範囲で、ほぼ独占的にイルメナイト（FeTiO 3 ）鉱物に存在します。 [1]イルメナイト鉱物は、太陽風から水素（陽子）も捕捉するため、イルメナイトを加工すると、月では貴重な元素である水素も生成されます。[44]月の北西側（静かの海）にある広大な洪水玄武岩は、月面で最もチタン含有量が高く、[33]地球の岩石の10倍のチタンを含んでいます。[46]
アルミニウム
アルミニウム（Al）は、鉱物の灰長石（CaAl）中に重量比10～18％の濃度で存在しています。
2シ
2お
8）、[44]斜長石鉱物シリーズのカルシウム端成分です。[1]アルミニウムは優れた電気伝導体であり、噴霧されたアルミニウム粉末は酸素と燃焼すると優れた固体ロケット燃料にもなります。[44]アルミニウムの抽出には斜長石（CaAl 2 Si 2 O 8 ）を分解する必要もあります。[1]
シリコン
シリコン（Si）は、月のすべての物質に豊富に含まれる半金属で、重量比で約20％の濃度です。太陽光を電気に変換する太陽電池パネルアレイ、ガラス、グラスファイバー、さまざまな有用なセラミックの製造には、シリコンが非常に重要です。半導体として使用するために非常に高い純度を達成することは、特に月の環境では困難です。[1]シリカをシリコンに変換することは、エネルギーを大量に消費するプロセスです。地球上では、これは通常、炭素を必要とする炭素熱還元によって行われますが、このプロセスは月では比較的不足している元素です。
カルシウム
カルシウム（Ca）は月の高地で4番目に豊富な元素であり、灰長石鉱物（化学式CaAl
2シ
2お
8）。[44] [47]酸化カルシウムとケイ酸カルシウムはセラミックスに有用であるだけでなく、純粋なカルシウム金属は柔軟性があり、酸素が存在しない場合でも優れた電気伝導体である。 [44]アノーサイトは地球上ではまれであるが[48]、月には豊富に存在する。[44]
カルシウムはシリコンベースの太陽電池の製造にも使用でき、月面のシリコン、鉄、酸化チタン、カルシウム、アルミニウムが必要となる。[49]
石灰（酸化カルシウム）は水と混合すると、大量の熱を発生します。一方、消石灰（水酸化カルシウム）は二酸化炭素を吸収し、（非補充）フィルターとして使用できます。結果として得られる物質である炭酸カルシウムは、地球上で建築材料として一般的に使用されています。
マグネシウム
マグネシウム（Mg）はマグマや月の鉱物である輝石やカンラン石に含まれているため[50]、マグネシウムは月の下層地殻に多く含まれていると考えられています。[51]マグネシウムは航空宇宙、自動車、電子機器の合金として多目的に使用されています。
トリウム
コンプトン・ベルコビッチ・トリウム異常は月の裏側にある火山群である。[52] 1998年にガンマ線分光計によって発見され、トリウムという「肥沃な」元素が集中している地域である。[52] [53]
希土類元素
希土類元素は、電気自動車やハイブリッド車、風力タービン、電子機器、クリーンエネルギー技術など、あらゆるものの製造に使用されています。[54] [55]その名前にもかかわらず、希土類元素は、プロメチウムを除いて、地球の地殻に比較的豊富に存在しています。しかし、その地球化学的特性のため、希土類元素は通常分散しており、希土類鉱物に集中して見つかることはあまりありません。その結果、経済的に採掘可能な鉱床はあまり一般的ではありません。[56]主要な埋蔵量は中国、カリフォルニア、インド、ブラジル、オーストラリア、南アフリカ、マレーシアにありますが、[57]中国は世界の希土類生産量の95％以上を占めています。[58]（参照：中国の希土類産業）
現在の証拠は、希土類元素が地球よりも月では豊富ではないことを示唆しているが、[59] NASAは希土類鉱物の採掘を月の有望な資源と見なしている[60] 。なぜなら、希土類鉱物は、工業的に重要な光学的、電気的、磁気的、触媒的特性を幅広く示すからである。[1] KREEPは、カリウム（「 K」は元素記号を表す）が豊富な月面の部分であり、 rは土元素とリンである。カリウムとリンは、3つの必須植物栄養素のうちの2つであり、3つ目は固定窒素（したがってNPK肥料）である。月での農業活動には、それらの元素の供給が必要である。その場で調達するか、地球など他の場所から持ち込むかは関係ない。
ヘリウム3
ある推定によれば、太陽風は月面に100万トン以上のヘリウム3（3He ）を堆積させている。 [61]月面の物質には、太陽光が当たる場所では1.4～15ppb （ 10億分の1 ）の濃度のヘリウム3が含まれていると推定されており、[1] [62] [63]永久影の地域では50ppbもの濃度になる可能性がある。[64]比較すると、地球の大気中のヘリウム3は7.2ppt（1兆分の1）である。
1986年以来[65]、多くの人々が月のレゴリスを開発し、ヘリウム3を核融合に利用することを提案してきました。[60] 2020年の時点で、機能している実験的な核融合炉は何十年も存在していますが[66] [67]、商業的に電力を供給しているものはまだありません。[68] [69]ヘリウム3の濃度が低いため、採掘設備は大量のレゴリスを処理する必要があります。ある推定によると、1グラム（0.035オンス）のヘリウム3を得るために150トン以上のレゴリスを処理する必要があります。[70]中国は月を探査するための中国月探査プログラムを開始しており、地球のエネルギー源として使用するための同位体 ヘリウム3を探して、月採掘の可能性を調査しています。[71]すべての著者がヘリウム3の地球外抽出が実現可能だと考えているわけではない。[68]また、たとえ月からヘリウム3を抽出することができたとしても、有用な核融合炉の設計では、電力入力よりも多くの核融合出力を生成したことがなく、目的を達成できなかった。 [68] [69]しかし、2022年12月13日、米国エネルギー省は「...2022年12月5日月曜日は、リバモア研究所と国立点火施設の素晴らしい人々のおかげで、科学にとって歴史的な日となった」と発表し、国立点火施設は「史上初の制御された核融合実験を実施し、科学的エネルギー損益分岐点とも呼ばれるこのマイルストーンに到達した。これは、核融合から生成されたエネルギーが、核融合を駆動するために使用されたレーザーエネルギーよりも多かったことを意味する」と述べた。[72]ヘリウム3は限られた月の資源であり、採掘されると枯渇する可能性があるという欠点が残る。[10]
炭素と窒素
炭素（C）は月の鋼鉄の製造に必要だが、月の表土には太陽風と微小隕石の衝突によって微量（82 ppm [73]）存在している。 [74]極度に低い温度のため、月の両極の永久影の領域にはコールドトラップがあり、そこには固体二酸化炭素が含まれている可能性がある。[75]炭素が存在するのは主に、表土に埋め込まれた太陽風の炭素によるものである。月の両極の炭素含有氷には、重量比で20%もの濃度で炭素が存在する。しかし、ほとんどの炭素含有氷の炭素濃度は重量比で0～3%である。存在する可能性のある炭素含有化合物には、一酸化炭素（CO）、エチレン（C 2 H 4）、二酸化炭素（CO 2）、メタノール（CH 3 OH）、メタン（CH 4）、硫化カルボニル（OCS）、シアン化水素（HCN）、トルエン（C 7 H 8）などがある。これらの化合物は、月から持ち帰られた土壌サンプル中に約5000 ppmの元素炭素を形成している。これらの極地にはC、H、Oが含まれており、メタロックス宇宙船の推進剤源として利用できる。[76]
窒素（N）は地球に持ち帰った土壌サンプルから測定され、5 ppm未満の微量として存在していました。[77]これは、 14 N、15 N、および16 Nの同位体として発見されました。 [77] [78]月のレゴリスで見つかった窒素の最大87％は、太陽以外の発生源（太陽からではない）または他の惑星に由来している可能性があります。彗星と隕石は、太陽以外の発生源からの窒素の約10％未満です。[79]密閉された生物圏内での農業活動には、炭素と固定窒素が必要です。
チェンジサイト–(Y)
建設用レゴリス
月面経済の発展には、月面にかなりの量のインフラを整備する必要があり、その開発には原位置資源利用（ISRU）技術に大きく依存する。主な要件の1つは、居住地、貯蔵庫、着陸パッド、道路、その他のインフラを建設するための建設資材を提供することである。[80] [81]未加工の月の土壌はレゴリスとも呼ばれ、焼結、ホットプレス、液化、鋳造玄武岩法、[20] [84]および3Dプリントなどの技術によって、 [82] [83]使用可能な構造部品に変えることができる。[80]ガラスとガラス繊維は月面で加工するのが簡単で、70%の玄武岩ガラス繊維と30%のPETG混合物などのガラス繊維を使用することで、レゴリス材料の強度を改善できることがわかった。[80]地球上では、MLS-1やMLS-2を含むいくつかの月のレゴリス模擬物[85]を使用した成功したテストが行われています。[86]
月の土壌は、機械的な可動部品にとっては問題となるものの、直径50メートルまでの望遠鏡の鏡の製造においてカーボンナノチューブやエポキシと混ぜることができる。 [87] [88] [89]極地付近のいくつかのクレーターは永久に暗く冷たいため、赤外線望遠鏡には好ましい環境である。[90]
いくつかの提案では、地球から持ち帰ったモジュールを使用して月面に基地を建設し、それを月の土で覆うことが提案されている。月の土はシリカと鉄を含む化合物の混合物で構成されており、マイクロ波放射を使用してガラスのような固体に融合される可能性がある。[91] [92]
欧州宇宙機関は2013年に独立系建築会社と共同で、月面基地として使用するために月のレゴリスから構築できる3Dプリント構造物をテストしました。 [93] [94] [95] 3Dプリントされた月の土壌は、「放射線と温度の断熱性の両方を提供します。内部には、同じドーム形状の軽量で加圧されたインフレータブルがあり、これが最初の月面移住者の居住環境となります。」[95]
2014年初頭、NASAは南カリフォルニア大学で、コンター クラフティング3D 印刷技術をさらに開発するための小規模な研究に資金を提供しました。この技術の潜在的な用途には、最大 90 パーセントの月面物質で構成された材料で月面構造物を建設することが含まれますが、そのうち 10 パーセントの材料だけを地球から輸送する必要があります。 [96] NASA は、低出力 (1500 ワット) のマイクロ波放射を使用して月の塵を焼結する別の技術も検討しています。月の材料は、融点よりやや低い 1,200 ～ 1,500 °C (2,190 ～ 2,730 °F) に加熱して結合し、ナノ粒子の塵をセラミックのような固体ブロックに融合させます。地球から結合材を輸送する必要はありません。[97]
鉱業
月の資源をどのように利用するかについてはいくつかのモデルや提案があるが、持続可能性を考慮したものはほとんどない。[98]持続可能性を達成し、将来の世代が無謀な慣行によって月の不毛な荒れ地に直面しないようにするには、長期的な計画が必要である。[98] [ 99 ] [100]真に持続可能であるためには、月面採掘は有毒物質を使用または生成しないプロセスを採用し、リサイクルループを通じて廃棄物を最小限に抑える必要がある。[98] [81]
スカウティング
クレメンタイン、月探査機（LRO）、月クレーター観測探査衛星（LCROSS）、アルテミス探査機、セレーネ、ルナ・プロスペクター、チャンドラヤーン、嫦娥など、数多くの探査機が月面表面の組成を地図に描いており、ソ連のルナ計画とアポロ計画では、月のサンプルを地球に持ち帰り、徹底的な分析を行った。2019年現在、有人基地を支えるための月資源の探査を目的とした新たな「月面レース」が進行中である。
21世紀には、中国の国営メディア新華社通信によると、中国の月探査計画[101] [102]は、2030年代に計画されている有人基地のための段階的な技術開発と資源探索を実行している。[103]インドのチャンドラヤーン計画は、まず月の水循環を理解し、軌道上および現地から鉱物の位置と濃度をマッピングすることに焦点を当てている。ロシアのルナ・グロブ計画は、探査と科学探査のための一連の着陸船、ローバー、軌道船を計画・開発しており、最終的には2030年代に独自の有人月面基地を建設・運営することを目的として、現地資源利用（ISRU）手法を採用する予定である。[104] [105]
米国は数十年にわたって月を研究しており、2019年には有人宇宙船アルテミス計画を支援する商業月面ペイロードサービス（CLPS）プログラムの実施を開始した。両計画は月面資源の偵察と利用を目的としており、月面での長期有人基地の実現を容易にし、得られた教訓に応じて火星への有人ミッションへと進む。[106] NASAの月面探査車「リソース・プロスペクター」は、月の極地で資源を探査するために計画され、2022年に打ち上げられる予定だった。[107] [ 108]ミッションのコンセプトは策定前の段階で、プロトタイプの探査車がテストされていたが、2018年4月にキャンセルされた。[109] [107] [108]その科学機器は、代わりにNASAのCLPSプログラムによって契約されたいくつかの商業着陸船ミッションで飛行する。このプログラムは、複数の商用ロボット着陸船と探査車に複数のペイロードを着陸させることで、さまざまな月面ISRUプロセスのテストに焦点を当てることを目的としている。最初のペイロード契約は2019年2月21日に締結され、[110] [111]別々のミッションで飛行する。CLPSは、長期滞在のための有人月面基地につながるNASAのアルテミス計画に情報を提供およびサポートする。 [106]
ヨーロッパの非営利団体は、「月面レース」の代わりに、すべての宇宙機関と国家の間で世界規模の相乗的な協力を求めており、この提案された共同コンセプトはムーンビレッジと呼ばれています。[112]ムーンビレッジは、国際協力と宇宙の商業化の両方が繁栄できるビジョンの創造を目指しています。[113] [114] [115]
シャクルトン・エナジー・カンパニー、[116] ディープ・スペース・インダストリーズ、プラネトイド・マインズ、ゴールデン・スパイク・カンパニー、プラネタリー・リソーシズ、アストロボティック・テクノロジー、ムーン・エクスプレスなどの初期の民間企業は、月面での民間商業偵察および採掘事業を計画している。[1] [117]
2024年、アメリカのスタートアップ企業インタールーンは、月でヘリウムを採掘し地球に輸出する計画を発表した。最初のミッションは、NASAの商業月面ペイロードサービスプログラムを利用して月に到着する予定である。[118]
抽出方法
広大な月の海は玄武岩質の溶岩流で構成されている。その鉱物学的特徴は、灰長石（CaAl 2 Si 2 O 8）、斜方輝石（（Mg、Fe）SiO 3）、単斜輝石（Ca（Fe、Mg）Si 2 O 6）、オリビン（（Mg、Fe）2 SiO 4）、イルメナイト（FeTiO 3）の5つの鉱物の組み合わせによって支配されており、[1] [48]いずれも月に豊富に存在する。[119]製錬所が玄武岩質溶岩を処理して、純粋なカルシウム、アルミニウム、酸素、鉄、チタン、マグネシウム、シリカガラスに分解することが提案されている。 [120]欧州宇宙機関は、レゴリスからチタンを抽出しながら副産物として酸素を生成するFFCケンブリッジ法のさらなる開発のため、2020年にMetalysisに資金提供を行った。[121]月の灰長石の原料は、ガラス繊維やその他のセラミック製品の製造にも使用できます。[120] [44]別の提案では、地球からフッ化カリウムとして持ち込まれたフッ素を使用して、月の岩石から原料を分離することを想定しています。[122]
鉱業の法的地位
月着陸船は月面にソ連の国旗を撒き、アポロ宇宙飛行士は着陸地点に象徴的にアメリカ国旗を立てたが、月面のいかなる部分の所有権も主張する国はなく[123]、宇宙資源の採掘の国際法上の地位は不明確で議論の余地がある。[124] [125]
国際宇宙法の5つの条約と協定[126]は、「一国による宇宙空間の占有の禁止、軍備管理、探査の自由、宇宙物体による損害に対する責任、宇宙船と宇宙飛行士の安全と救助、宇宙活動と環境への有害な干渉の防止、宇宙活動の通知と登録、科学的調査、宇宙空間における天然資源の開発、紛争の解決」をカバーしています。[127]
ロシア、中国、米国は1967年の宇宙条約（OST）[128]の締約国であり、これは104の締約国を擁し、最も広く採用されている条約である。[129] OST条約は、月や小惑星の採掘などの新しい宇宙活動に対するガイドラインが不明確であるため、[130]資源の採取が流用禁止の文言に該当するかどうか、またはその使用が商業的使用と搾取を含むかどうかは依然として論争の的となっている。天然資源の搾取への適用性は依然として論争の的となっているが、主要な専門家は、国際宇宙法研究所（ISSL）が2015年に出した「宇宙条約に資源の採取が明確に禁止されていないことを考慮すると、宇宙資源の使用は許可されていると結論付けることができる」という見解に概ね同意している。[131]
1979年の月条約は、秩序ある資源開発のための詳細な規則と手順の体制を策定するための法律の枠組みを提案したものである。[132] [133]この条約は、資源開発が「国際的な規則体制によって統治される」場合（第11条5項）に資源開発を規制することになるが、[134]合意が得られず、商業採掘の正確な規則は確立されていない。[135]月条約はごく少数の国によって批准されたため、国際法上ほとんど関連性がないとされている。[136] [137]開発に関する受け入れ可能な詳細な規則を定義する最後の試みは、2018年6月に終了した。NASAの法律顧問で月条約の米国首席交渉官であったS・ニール・ホーゼンボールが、月資源開発の実現可能性が確立されるまで月条約の採掘規則の交渉を延期すべきであると決定したためである。[138]
より明確な規制ガイドラインを求めて、米国の民間企業は米国政府に働きかけ、2015年に米国商業宇宙打ち上げ競争力法を導入して宇宙採掘を合法化した。[139]地球外資源の流用を合法化する同様の国内法は、現在、ルクセンブルク、日本、中国、インド、ロシアを含む他の国々によって模倣されている。[130] [140] [141] [142]これにより、営利目的の採掘権に関する国際的な法的論争が巻き起こった。[140] [137]ある法律専門家は2011年に、国際的な問題は「おそらく宇宙探査の通常の過程で解決されるだろう」と述べた。[137] 2020年4月、ドナルド・トランプ米大統領は月面採掘を支援する大統領令に署名した。[143]
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