地上アナログサイト

地上類似地（「宇宙類似地」とも呼ばれる）は、月や火星などの天体の過去または現在の地質学的、環境的、生物学的条件を想定する地球上の場所です。類似地は、宇宙探査の枠組みの中で、他の惑星で観察される地質学的または生物学的プロセスを研究するため、または宇宙飛行士を表面の船外活動に備えるために使用されます。

類似地点とは、過去または現在における天体の地質学的、環境的、生物学的条件が想定される地球上の場所です。類似地点の研究が必要なのは、地球上の地質学的プロセスを理解し、それを他の太陽系の天体に外挿して、探査機や惑星探査車から受信したデータを解釈し検証するのに役立つためです。類似地点は、月や火星へのロボットまたは有人ミッションにおける科学的、技術的ニーズと探査戦略を最適化するためにも重要です。^[2]したがって、宇宙類似地点の定義はかなり広範で、他の天体で観測されるものに近い地質学的または大気的特性を示す地球上の場所から、サンプル採取や掘削装置、宇宙服、または低重力下での宇宙飛行士のパフォーマンスをテストするための宇宙ミッションのシミュレーションに使用される場所にまで及びます。

そのため、一部の施設は宇宙生物学研究用の機器をテストしたり、現地調査のためのサンプリング手順を訓練したりするのに適しています。また、他の施設では、宇宙飛行士が将来の宇宙ミッションの困難に備えるために使用できる極限環境を提供しています。

類似地の評価における重要な概念は「忠実度」です。これは類似地と地球外の類似地の類似性を表します。忠実度は比較惑星科学において、地球上の場所と地球外の対象となる表面の類似性を表現するために使用されます。この分類は、地形学、地球化学、宇宙生物学、探査条件などのさまざまな基準に基づいて行うことができます。

地形学は、地形と地形を形成する過程を科学的に研究する学問です。類似地に関しては、科学者は、月、火星、さらには小惑星や彗星などの探査対象で見られるような、類似の地形を示す地球上の場所を探します。その目的は、宇宙飛行士、ロボット、または科学機器を、地質学的外観が地球外の表面に似ている場所に直面させることです。例としては、月の地形（レゴリス）に似た火山地域、火星や木星の衛星エウロパの極と比較できる極地や氷河、月や火星でも見られる 地球の溶岩洞などがあります。

地球化学は、化学の原理を利用して主要な地質システムの背後にあるメカニズムを説明する科学です。将来の宇宙ミッション (有人またはロボット) の分析機器をテストできる可能性がある場合、類似サイトにとって地球化学の側面は重要です。また、地球化学の忠実度は、その場での資源利用に使用される機器の開発とテストにも重要です。このような類似サイトの例としては、月で見られる岩石に似た岩石を提供する地球の火山や、地球の砂漠だけでなく火星でも見られる赤鉄鉱の団塊 (いわゆる「ブルーベリー」) などがあります。

宇宙生物学または宇宙生物学は、地球外生命の起源と進化を研究する学問です。地球の類似物では、他の惑星や衛星で見られるような極限条件で生活し、生き残る生命体である、いわゆる極限環境生物の特定に努力が払われています。この研究の目的は、そのような生物がどのように生き残り、どのように識別できるか（またはその残骸）を理解することです。

外生物学の類似地の例としては、高温や厳しい化学的条件に耐えられるバクテリアが生息するスペインのリオ・ティントや、高圧高温の条件で生命体のコロニーを宿す深海のブラックスモーカーなどがある。アタカマ砂漠の冷たく乾燥した超乾燥地帯の中心核は、火星の表面条件に最も近い類似地の一つであり、将来火星に送られるかもしれない探査車や生命探知装置の試験によく使われる。^{[3] [4] [5] [6] [7]}極地、標高の高い山岳地帯、離島などの他の極端な環境も、そのような条件下での生命をよりよく理解するための研究に使われている。科学者はそのような類似地で、生命体の探索と特定を目的としたサンプリング装置を試験することができる。

類似施設を探すためのもう一つの基準は、将来の宇宙飛行士の探査条件をシミュレートできる場所です。月や火星の将来の探査者は、低重力、放射線、加圧された宇宙服での作業、極端な温度など、さまざまな条件に対処する必要があります。これらの条件に宇宙飛行士を準備するには、それらの条件のいくつかを示す施設での訓練が必要です。シミュレートできる作業は、孤立した生活から低重力での船外活動(EVA)、居住施設の建設まで多岐にわたります。そのような探査条件を提供する類似施設の例としては、極地の研究ステーション、NASAのNEEMOやCOMEXのマルセイユ海底類似施設で行われているような水中 EVA 訓練、または放物線飛行を使用してより短い時間で低重力をシミュレートすることなどがあります。^{[8]水中類似施設では、自然の地形で活動しながら、中性浮力条件 (NASA、} ESA、またはロシアのスターシティのテストプールで行われているような)で宇宙飛行士を訓練することができます。このような訓練の潜在的なターゲットとしては、月や火星へのミッション、地球の重力の 1/6 または 1/3 の重力、または小惑星でのサンプル採取、掘削、現地探査のテスト、および微小重力でのアンカー システムのテストなどがあります。

宇宙類似施設という概念は新しいものではない。NASAは長年、宇宙飛行士の宇宙ミッションの訓練にそのような施設を使用してきた。以下のデータはNASAの公式ウェブサイトから引用したものである。^[9]

最初のアナログ ミッションは 1997 年にアリゾナで実施されました。それ以来、NASA は毎年この地でミッションを主導し、船外活動や基地のシステムと運用を評価およびテストしています。この場所は、険しい地形、砂嵐、極端な気温などの荒涼とした環境で材料をテストするために選ばれました...

同年、北極圏のデボン島でホートン火星プロジェクト（HMP）が開始されました。それ以来、遠隔地の極限環境での技術と運用をテストし、火星のような地形での科学研究を行うために、14回のミッションが実施されました。

2001年、NASAはフロリダ近郊の水深62フィート（19メートル）でNEEMOというミッションを実施しました。これは、限られた空間で生活する6人の水中飛行士のシミュレーションとなるはずでした。また、極端で隔離された環境で探査機器をテストする方法でもありました。2001年以来、複数の組織による環境で14のミッションが実施されてきました。

2004 年以来、毎年夏にカナダのパビリオン湖で 2 週間のミッションが実施されています。この類似の場所で、宇宙飛行士は低重力状態の極限環境で生命の証拠を探す訓練を受けることができます。これは、水中で実施される国際的な複数組織によるプロジェクトです。

NASAが使用した最後の類似施設はハワイ島のマウナケアにあり、その後、 HI-SEASという類似基地がマウナロアに設立されました。2013年から2018年の間に、この基地では合計6回のNASAミッションが開始されましたが、6回目のHI-SEASミッションは医療上の緊急事態により中止されました。このプロジェクトは、月や火星などの荒涼とした惑星の表面で人間の探査を維持するための技術をテストし、長期ミッションにおける社会的幸福と乗組員のダイナミクスを調査することを目的としていました。HI-SEASは現在、ヘンク・ロジャースが設立した国際月面基地同盟によって管理されています。

学生コミュニティを通じて宇宙類似物への強い関心が生まれ、2017年のNASAエイムズ賞グランプリを受賞した作品「アナスタシ」^{[リンク切れ‍ ]}では、宇宙居住インフラの準備として水中居住地の可能性を探っています。

地上アナログの使用の歴史は、空間技術や科学機器の検証においてアナログ サイトの使用がいかに重要であったかを示しています。しかし、アナログ サイトには他の用途もあります。

宇宙アナログは、技術や機器の使用方法、宇宙服を着用した際の行動方法の訓練に役立ちます。そのため、アナログ サイトには、水中サイトと地上サイトの 2 種類があります。

• 水中サイトでは、アルキメデスの原理によって重量を補正することで低重力環境をシミュレートし、無重力または低重力（たとえば月の重力）をシミュレートします。
• 表面の施設は、宇宙飛行士が宇宙服を着て歩いたり移動したりする訓練や、火星探査ローバー（例）のテストに利用されています。また、表面の施設への遠征は、主にパイロットとして訓練された宇宙飛行士に地質学を教える役割も果たしています。

宇宙の類似物は、宇宙生物学の環境と潜在的に類似している可能性があります。地球上のいくつかの場所では、特定の種類の生物、つまり極限環境生物のみが生息できる条件が整っています。

次の表は、現在地球上で使用されている宇宙類似物の一覧です。

• 火星のレゴリス模擬物
• 月のレゴリス模擬物
• 現在の火星の居住可能性を地球に類似させた環境
• 惑星科学
• 惑星の居住可能性