本提案は、非宇宙分野の卓越研究者による『牽引型』であり、「宇宙での医療と一体化した居住空間開発拠点」を形成する。その柱は「予兆検知」であり、生体センサ開発とバーチャル医療基盤を駆使して心身や環境を常時計測し、AIで数日から数か月先のリスクを先取りする。低重力や閉鎖空間、通信遅延といった宇宙特有の制約下では、従来型の疾患発症後対応では不十分であり、先取り型医療基盤が不可欠である。ベテラン医師が直感的に捉えてきた“未病の兆候”を科学的に定量化し、誰もが利用可能な仕組みへと発展させる。さらに、統合した東京科学大学の学際的取り組みにより、建築分野との連携による住環境開発、スポーツ科学や再生医療との融合を通じて、大学病院の患者データを最大限に活用し、居住空間での医療統合を進める。これにより、国内で拠点化し、地上応用と宇宙実装を双方向に展開することで、日本発の国際的競争力ある基盤を築くことを目指す。
今後数年で、人類の宇宙フロンティア開拓は確実に火星に向かうであろう。今や火星は科学のみならず、宇宙開発の対象としてビジネスが創生する場となりつつある。本拠点は、日本の火星探査における喫緊課題といえる環境センサ・小型ペイロード群を産学連携で開発する。近年、応用物理、分析化学などでは革新的な高性能超小型なセンサ・デバイスが生まれており、本拠点は日本の小型着陸技術と相性のよい、これら非宇宙技術を火星に転用する。これにより有人火星時代に向けて、火星での地球並みの気象予報、人工光合成や生命検出などの水や炭素利活用、放射線など人の安全や着陸地の評価において、日本が国際プレゼンスを発揮する。同時に、民生品活用・知見共有する本拠点のコンソーシアムは、安価かつスピーディなペイロード開発を可能とし、日本のものづくりを広く宇宙に引き込み、かつ地上デュアルユースで気候や資源問題など地球規模課題にも裨益する。
本技術開発課題では、宇宙空間から複雑な都市空間、屋内空間、海中までを一貫的にカバーする次世代技術開発課題の概要PNT（位置、航法、時計）技術を研究開発し、次の50年間を支える研究開発拠点を立ち上げる。今後、地球上のあらゆる空間において自動計測や制御による分散自動化システム（ドローン、ロボットなど）、それらをつなぐ高速通信などが必要不可欠となる。高軌道の衛星測位システムをグローバルな中核的インフラとしつつ、低軌道衛星システムLEO、地上に設置されたPNTシステムなどを連携させる次世代PNT技術が不可欠である。さらにPNT技術はクリティカルな社会インフラを支えており、研究開発拠点は技術安全保障のために不可欠である。非宇宙分野の陸空海モビリティ自動化技術等を巻き込むことで、次世代PNT技術開発の一層高度化・加速化を実現し、社会を変革する。ユースケースを通じて牽引基盤としての継続的な巻き込みを実現する。
国⽴天⽂台は、宇宙の彼方からの幅広い波長域の微弱信号を高精度・高感度で観測する光学系・受信・検出技術（⼤気揺らぎを補正する補償光学、赤外線検出器等）や、その光学・熱構造設計、精密加⼯、試験・評価技術等、JAXAにない世界に卓越した技術を豊富に保有している。
国⽴天⽂台のこれらの技術、最先端設備、トップレベル研究者・技術者による技術支援・共同開発等により、スタートアップ企業等が行う様々な宇宙機器の開発を支援する共用型拠点を構築する。これにより、地球観測衛星、衛星光通信等に天⽂観測の⾰新的技術を応用するとともに、システム検討、要素機器の試作・試験・評価等の効率的な実施を促進し、社会課題解決、宇宙市場拡⼤、国際競争力・経済安全保障の強化等に貢献する。
また、幅広い分野の⼤学等の協力を得るとともに、外部資金等も活用した施設共用を進め、宇宙開発⼈材の裾野拡⼤・育成、技術・資金の好循環を生む体制とする。
月や火星におけるインフラ整備、建設時代の到来を見据えた月面・地下の探査・調査技術や月面における機器開発において、我が国が世界を牽引する存在となることへ貢献する。他に類を見ない宇宙開発と地盤⼯学の組み合わせと、豊富な宇宙機器開発実績を有する本拠点が、我が国ではまだ例がない月面特有の環境を再現した試験装置、実証フィールド、シミュレータを整備し、月面環境に適応した多様な宇宙機器開発を支援する唯一の共用型拠点を構築する。同拠点で、探査・調査技術開発ノウハウを非宇宙分野も含めた企業や技術者に提供することで研究開発クラスターを形成し、技術者の裾野拡⼤とイノベーションを創出する。加えて、非宇宙分野の学生・院生や社会⼈への宇宙に関する教育の取り組みを強化する。これらにより、月面における技術開発と産業化ならびに宇宙⼈材の輩出をワンストップで実現し、宇宙分野における我が国の国際競争力の強化に貢献する。
東京⼤学に「宇宙資源センター（仮称）」を設置し、⼤学と民間企業群が協働して宇宙資源分野の独創的な技術開発を推進する。特に月面や小惑星における資源の探査から利用までを、一貫してパッケージ化した世界初の資源利用技術を開発し、低軌道実験や代表者が独自に獲得した月・小惑星等への輸送機会等を活かし実証を進める。海外市場の開拓にも取り組み、法務の視点を踏まえた研究成果の社会実装を円滑に進める仕組みを構築する。また、模擬土壌の開発・提供等を通じて非宇宙分野の研究者や企業の参入障壁を下げ、新たな⼈的流入を促進する。さらに社会⼈博士受入も含め科学技術のみならず、ビジネスや法律を含む高度⼈材育成にも注力し、宇宙市場の拡⼤と⾰新的な国際ビジネス創出を目指す。すでに宇宙資源開発拠点を有する海外組織とも密接に連携し、国際的な研究・教育ネットワークを強化する。
国内の宇宙用太陽電池について、小型衛星搭載のための軽量フレキシブルモジュールの開発が進められているが、セル高効率化による太陽電池パネルの小型化（高出力化）においては欧米に後れを取っている。太陽電池の高効率化開発として、国内では３接合型までしか実施されておらず変換効率は32%程度にとどまっているが、欧米では４- 6 接合型までの開発が進んでおり34%超が達成されている。また、近年コンステレーション衛星の需要増⼤から宇宙用太陽電池が世界的に不足していることに加え、国内での供給体制が 不十分という課題がある。それらを克服するため、効率40％を目指した太陽光発電素子および低倍集光ユニットの開発を行い、宇宙用の性能実証を通して次世代の⼈⼯衛星に必要となる超高効率太陽電池を供給する体制を確⽴する。最先端の性能を有する太陽電池の国内生産・供給の基盤技術を本拠点で確⽴するとともに、それを支える⼈材の育成にも産学連携のもとで取り組む。
デトネーションエンジンは、極めて高い周波数（1～100kHz以上）でデトネーション波や圧縮波を発生させることにより反応速度を格段に高めることで、ロケットエンジンを⾰新的に軽量化し、また圧力推力を容易に生成し、高性能化する。同エンジンは、キック モータ、軌道変更用エンジン、初段・２段エンジンなどの多様な宇宙輸送分野への応用が可能であり、現在、実用化を視野に入れた研究が日米欧、アジアで活発である。本研究開発拠点では、最先端のデトネーションエンジンを、常温推進剤及び、極低温推進剤の システムとして開発し、2021年、2024年の観測ロケット実験成果（DES、DES2実験）を活用し、2027年度に観測ロケット実験（DES3実験）、2030年度に常温推進剤による軌道上実証を実施する。地上にフライトシステム実験設備を導入し、世界を牽引する研究拠点を構築し、日本の推進系研究のパイオニア拠点となる。
