宇宙探査の未来には壮大なアイデアが必要であり、NASAは既存の壮大なアイデアのいくつかを検討することに異論はありません。NASAの革新的先進コンセプト（NIAC）プログラムはまさにこの目的のために存在し、初期研究に値する次世代のコンセプトを選定しました。
NASAは昨日、NIAC助成金の最新ラウンドが14の研究チームに授与されたと発表した。各チームは、それぞれのコンセプトをさらに発展させるために17万5000ドルの助成金を受け取る。14チームのうち10チームはNIAC助成金を初めて受領する。これらはすべて予備的なフェーズI研究であり、9ヶ月以内に完了する必要がある。
「これらのNIACの初期フェーズI研究は、これらの未来的なアイデアが将来の宇宙探査能力の基礎を築き、驚くべき新しいミッションを可能にするかどうかをNASAが判断するのに役立つ」とNIACのプログラム責任者マイケル・ラポインテ氏は声明で述べた。
フェーズIの成功により、これらのコンセプトの一部はフェーズIIへと移行する可能性があります。フェーズIIでは、研究者はより多くの資金と、さらに2年間の野心的な計画の発展に充てられます。そして、フェーズIIIへと進むことができるのは、ごく少数の研究者だけです。
NIACの助成金は通常、宇宙関連の幅広い分野をカバーしており、今年の選定も例外ではありません。NASAは、地球科学と宇宙科学、宇宙探査、そしてNASAにとって特に重要な、持続可能かつ長期的な月への再帰還を目指すアルテミス計画の推進をバランスよく推進しています。
フライエアタイタン
中でも特に注目を集めているのが、プラネット・エンタープライズの惑星科学者クイン・モーリー氏が構想するエアタイタン・プロジェクトです。土星の衛星タイタン探査については、これまでにも様々なコンセプトが提案されており、NASAはすでにドラゴンフライ・ミッションの準備を進めていますが、モーリー氏の構想は明らかに次元が違います。自律走行型のエアタイタン探査機は、タイタンの厚い大気圏を飛行するのと、メタン湖の上を航行するのとでは、全く同じ快適さで飛行できるでしょう。
モーリー氏は、エアタイタンが水上機（いや、メタンクラフト？）から航空機へとシームレスに移行することで、毎日飛行することを構想している。タイタンの複雑な大気をサンプリングするだけでなく、探査機は液体サンプルを収集・分析する。実際、タイタンは生命誕生前の有機化学が存在する可能性があり、宇宙生物学において重要な関心事となっている。とはいえ、油分を含んだ厚い湖が問題となる可能性もあるが、モーリー氏によると、膨張式の翼ライナーが「弾力性を提供し、スラッジの蓄積を軽減する」可能性があるという。
天文学のための衛星メガコンステレーション
NASAは、マサチューセッツ工科大学のメアリー・ナップ氏が提案した長波長大観測所（GO-LoW）構想にも関心を示しています。この宇宙ベースの観測所は、地球-太陽間の第5ラグランジュ点（L5）で運用される数千基の同一衛星で構成されます。この衛星アレイは、100kHzから15MHzの周波数帯の電波放射を捕捉することで、遠方の太陽系外惑星の磁場を観測し、地球に似た岩石惑星を発見することができます。
「早く失敗し、安く失敗しようというアプローチは、従来のやり方から大きく逸脱している」とナップ氏は記し、「スペースXやその他の打ち上げロケット市場への新規参入企業は、製造技術革新と巨大衛星群を支える規模の経済を通じて、市場のコストをどんどん引き下げてきた」と付け加えた。
ペレットビーム推進
NASAは、カリフォルニア大学ロサンゼルス校のアルトゥール・ダボヤン氏に、ペレットビーム推進システムのコンセプトをさらに発展させたいと考えています。機械・航空宇宙工学のダボヤン氏は、このシステムにより、太陽系全体、さらには星間空間の目標まで大型宇宙船を輸送できると考えています。提案されている推進システムは、ペレットビーム（レーザーで推進する微小な超高速粒子ビーム）を用いて宇宙船を目的の場所まで推進します。他のコンセプトとは異なり、ペレットビームは大型宇宙船の輸送を可能にし、「ミッションの可能性を大幅に拡大する」とダボヤン氏は述べています。
ペレットビーム推進は、ペイロードを1年未満で外惑星へ、地球・太陽間距離（au）の100倍以上離れた距離へ約3年で輸送できると彼は主張する。今回の研究では、ダボヤン氏はペレットビームを用いて1トンのペイロードを20年未満で500 auまで輸送する有効性を検討する。ちなみに、冥王星は地球から「わずか」35.6 auの距離にあり、45年前に打ち上げられたNASAのボイジャー2号は現在、地球から約133 auの距離にある。
月の南極にある酸素パイプライン
NASAのアルテミス計画の重要な優先事項は、月面での持続可能な滞在を維持することです。これは、月面レゴリス（土壌）や水氷からの酸素抽出といった現地資源を活用することで、NASAが克服できる課題です。ヒューストンのルナ・リソーシズのピーター・カレリ氏もこの意見に賛成ですが、NASAの現在の計画には賛同していません。彼は次のように説明しています。
現在、資金提供を受けている現場（オンサイト）酸素抽出の取り組みは、酸素を圧縮ガスタンクに充填するか、液化してデュワー瓶に貯蔵するというものです。どちらの方法でも、タンクやデュワー瓶を様々な施設までトラックで輸送する必要があります。この酸素をローバーで輸送するプロセスは、抽出プロセスよりも多くのエネルギーを消費します。資源採取地域が人間の居住地や液化プラントから遠く離れていることを考えると、月面で使用するための現場酸素の調達において最もコストのかかる部分と考えられています。
代わりに、カレリ氏は月の南極にパイプラインを建設することを提案しました。これは、月の氷の大部分が南極にあるためです。この構想はNASAの注目を集め、フェーズIの研究助成金を獲得しました。
パイプラインは、入植者に貴重な酸素を継続的に供給するとともに、散在する入植地を結び付けることになる。「月パイプラインはこれまで検討されたことがなく、アルテミス計画における月面活動に革命をもたらし、コストとリスクを削減するでしょう」とカレリ氏は述べている。
火星でレンガを育てる
NASAも火星探査に目を向けており、ネブラスカ大学リンカーン校のエンジニア、コングルイ・グレース・ジン氏に、地球からレンガを輸入するのではなく、火星でレンガを栽培するというアイデアを具体化するよう求めています。確かに、火星に移住者は建造物を建設する必要がありますが、そのためには資材を別のミッションで打ち上げる必要があり、コストがかさみます。より現実的な観点から言えば、ジン氏の研究は「プレハブの艤装部品を火星に輸送するのではなく、シアノバクテリアや菌類を建築材料として用いた現地建設によって居住艤装を実現できる」ことを示唆しています。
これらの微生物は、火星のレゴリスを建築ブロックに接着するためのバイオミネラルやポリマーを生成するように誘導される。「これらの自己成長する建築ブロックは、後に床、壁、間仕切り、家具など、様々な構造物に組み立てられる」とジン氏は記している。
これらは、NASAが今年のNIAC助成金に選んだ14のコンセプトのうちのほんの一部です。その他の研究提案については、こちらをご覧ください。なお、これらのコンセプトはまだ実際のプロジェクトとして承認されたわけではありません。すべてNASAの審査を通過する必要があります。これらのアイデアの一部、あるいはすべてが実現しない可能性もありますが、こうした憶測は常に価値があり、最終的に実現可能なものへの先駆けとなるでしょう。
