半永久電源システムに係る要素技術

背景・目的

月では、昼と夜が2週間ごとに訪れ、赤道付近の表面温度は-170℃110℃の範囲で周期的に変化するため、通常のバッテリによる長期運用は困難であり、米国及び中国は月面の過酷な環境に耐える半永久電源を開発し、探査機の長期運用に成功しています。

アルテミス計画を含め、世界各国の月面開発が急速に伸展していく中、持続的な月面活動を支えるためには、我が国においても、燃料等の補給やメンテナンスなく、長期間にわたって使用可能な半永久電源の開発が急務です。

加えて、火星圏以遠の探査においても、太陽電池による持続発電は困難であることから、これまでも半永久電源が使用されており、我が国の活動領域を拡大するために本技術は重要です。

また、地上用途としては、例えば重要情報機器の保全、ドローンや電動航空機、災害時における移動式非常用電源、深海・極地等の極限環境での電源など、災害の多い我が国における重要な基盤技術となり得、かつ次世代蓄電池として産業界への波及効果も期待できます。

宇宙用としては、既に米国、中国が、プルトニウムを利用した半永久電源を開発していますが、本テーマでは、地上用としての活用も念頭に地上技術(煙探知機等)としての利用実績もある国内入手可能なアメリシウムを利用し、我が国が保有している世界最高水準の半導体による熱電変換技術を活用した電源開発を目指します。その上で、本技術による長寿命化の実現を通じて、月探査における我が国の国際プレゼンスを確保するとともに、我が国の火星圏以遠の探査における自在性確保を目指します。

【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋) 

月面拠点、有人与圧ローバ、月面における資源探査・利用、月面建設機械等への適用の観点から発電技術の開発が非常に重要である。発電技術は、展開収納型太陽電池タワー、展開型太陽電池タワー、半永久電源などを含む。(3.Ⅲ.(2)③ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」にて応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年08月23日

公募締切  2024年10月17日(正午)

ヒアリング 2024年12月19日

採択結果  2025年01月10日






大気突入・空力減速に係る低コスト要素技術

背景・目的

火星本星の探査については、米国と中国による大規模な計画が先行する中、将来の有人探査に向けて、2030年代には国際的な役割分担の議論が開始される可能性があることから、2040年代までの長期的視点を持って、我が国が有利なポジションを得るために、産学のリソースを最大限に活用し、米中を始め他国が有していない我が国の独創的・先鋭的な着陸技術・要素技術等の発展・実証を目指す 必要があります。

火星には大気が存在することから、従来、パラシュートを使った着陸技術が用いられてきましたが、これは技術的に非常に高難易度であり、高コスト構造です。展開型のエアロシェルは、軽量で低コストな次世代の大気突入システムになり得るものとして、各国が注目しており、欧米も研究開発に着手していますが、安価で小型になる技術は日本の特色であり、国際的に優位性があります。また、展開型エアロシェルを開発するために必要な柔軟・繊維材料技術や特殊素材を高精度に編み上げる技術は日本の強みであり、国産技術で開発することで我が国の着陸技術の自立性の確保につながります。

また、今後アルテミス計画が進展するにつれて、地球低軌道や月からの物資回収は一層重要となっていきますが、エアロシェルでの回収は、従来の方式と比べ、海に囲まれる我が国において洋上回収・運用の容易さ等でメリットがあります。

そこで本テーマでは、日本の民間企業が保有している本技術の強みを活かした技術開発を行うことで、国内外のプロジェクトによる火星着陸を実現し、人類の活動範囲の拡大に向けた我が国の国際プレゼンス確保に寄与することを目指します。また、本技術開発を通じた民間企業等によるサブオービタル飛行ロケットでの回収事業の受注の実現などにより、地球低軌道から地上への物資輸送ビジネスへの貢献も図ります。


【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋) 

大気突入・空力減速・着陸技術は、大気圏突入・空力減速・着陸技術(EDL(Entry, Descent and Landing)技術)と呼ばれ、非常に重要である。EDL技術について欧米中に遅れている日本において、強みを生かした独自性のある技術を伸ばしていく必要がある。(3.Ⅱ(2)③ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

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採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年08月07日

公募締切  2024年09月30日(正午)

ヒアリング 2024年11月14日

採択結果  2025年01月10日






国際競争力と自立・自在性を有する物資補給システムに係る技術

背景・目的

2030 年の国際宇宙ステーション運用終了後(ポスト ISS)の地球低軌道は、米国事業者による商業宇宙ステーションが運用される予定であり、候補として既に複数の事業者が名乗りを上げているなど、低軌道利用サービスの提供主体が官から民へと移行します。こうしたポスト ISS の商業宇宙ステーションにおいても、引き続き定期的な物資輸送が必要となることから、これまで我が国が ISS への輸送を通じて培ってきた信頼性や自動ドッキング技術を活かしつつ、我が国の民間事業者による商業物資補給サービス市場の獲得を目指していくことが重要です。

複数の商業宇宙ステーションの存在が想定されるポスト ISS において、我が国の事業者が確度高く物資補給市場を獲得していくためには、複数の規格への対応を想定した、高い汎用性を備えた物資補給システムを開発することが必要です。

このため、本テーマにおいては、複数の商業宇宙ステーションへの自在な接近を可能とする柔軟性と自由度に優れた近傍通信システム等の物資補給システム技術や、補給機とステーションとの相対速度の差異を打ち消し、衝撃吸収が可能であるなどの高い自律性・安全性・信頼性を有する自動ドッキングシステムの検証技術を開発することで、国際競争力と自立・自在性を有する我が国独自の物資補給システムを実現し、地球低軌道を活用したビジネスの創出を達成します。


【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋)

地球低軌道や月周回軌道の有人拠点への自在性の高い輸送には、国際標準に準拠した自動ドッキング技術を獲得する必要があり、国際標準ターゲットマーカ(目印)を用いた相対航法(2 体間の相対位置及び速度を推定する技術)、相対 6 自由度制御(2体間の相対位置・速度に加え、相対姿勢を同時に制御する技術)、国際標準を満たす低衝撃ドッキング機構システム等の鍵となる技術の獲得が非常に重要である。(中略)。日本発の商業物資補給機の実現に向けては、国際競争力強化の観点からも、HTV-X において実施する計画の、自動ドッキング技術の実証を確実に行うとともに、ドッキング機構の安定供給を可能とするドッキング検証システムの整備を行うことが非常に重要である。

航法誘導制御技術については、(中略)獲得済みの地球低軌道拠点へのランデブー技術を月周回拠点へのランデブー技術へと発展させ、月周回拠点への補給を可能とするには、GPS を使わない相対航法技術(画像航法と電波航法の複合)及び地球の重力影響下外での相対 6 自由度制御による誘導制御技術を開発・獲得することが非常に重要である。また、ポスト ISS において複数の建造・運営が想定される、商業宇宙ステーションを含む地球低軌道拠点への物資補給の実現には、各拠点に対して自在に接近・結合できることが不可欠であり、商業物資補給の実現と事業性の向上の観点からも、接近対象である各拠点に柔軟性高く対応し自在な接近を可能とする、自由度の高い近傍通信システム技術を獲得することも非常に重要である。(3.IV.(2)①ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

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公募開始  2024年08月07日

公募締切  2024年09月30日(正午)

ヒアリング 2024年11月11日

採択結果  2024年12月13日






月測位システム技術

背景・目的

アルテミス計画を始め、世界各国における月面探査が活発化していく中、持続的な月面活動の実現に向けては、地球上と同様、月面上で様々な活動を行う者がリアルタイムに自己位置を把握するための複数機の月周回測位衛星による月測位システムが、比較的早い段階から官民ともに利用し得る重要なインフラになると考えられます。

現在、各国が月測位の実現に向けた技術開発を進める中、米欧では、国際的に協調して月測位インフラや規格を検討・構築するLunaNet構想があります。この構想に参画している我が国としても、初期段階から国際的な協調に加わり、将来の月測位インフラについて自在性ある利用が確保できるよう、主体的に技術開発に取り組むことが重要です。加えてNASA、ESAでは、月測位インフラの開発・実証・運用を民間企業からのサービス調達によって確保する予定としており、我が国としても民間企業等が持つ技術力を最大限活用していくことが重要です。

月周回測位衛星は、自身の位置と時刻を高精度で決定する必要がありますが、その方法として地球を周回するGNSS衛星からの測位信号を利用した方法が検討されています。我が国は、2020年にGNSS衛星の1つであるGPS衛星からの微弱信号を地球のほぼ反対側で受信、利用することによる静止軌道上でのGPS航法を実現しており、GNSS受信技術で世界トップレベルの機能・性能を有しています。このため、この技術を月測位向けに発展させつつ、月測位システムの中核技術となる月周回測位衛星の軌道・時刻の衛星機上(オンボード)での高精度決定、及び月圏で配信する測位信号の生成に係る技術開発を進め、月測位インフラの実現への重要な貢献になることを見据えた技術を戦略的に確立します。また、獲得した本技術により、我が国の民間企業による将来の月測位ビジネスへの参入を促進します。


【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋)

月面・月周回軌道上で、リアルタイムに測位を行うための月測位システム技術は、月探査の運用性の大幅な向上のために、非常に重要である。月測位システム(LNSS)の実現のため、月近傍GNSS受信機やその観測量に基づく月周回軌道上での軌道決定技術、月面にいるユーザーが自分の位置や時刻の算出に用いる測位衛星から発信される航法メッセージの生成技術等を確立する必要がある。米国や欧州等においても取組が進められている中、日本も含めて相互運用性を確保しつつ、国際協力の下での月面測位実証や、月面上での測位基準局の配備等に初期段階から参画し、我が国として独自性のある貢献を果たすことが必要である。 (3. Ⅲ. (2). ④.ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

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公募開始  2024年08月07日

公募締切  2024年09月30日(正午)

ヒアリング 2024年10月29日

採択結果  2024年11月22日






低軌道自律飛行型モジュールシステム技術

背景・目的

2030 年の国際宇宙ステーション運用終了後(ポストISS)の地球低軌道では、商業宇宙ステーションが運用されるなど、低軌道利用サービスを提供する主体が官から民へ移行するとともに、2040 年までには地球低軌道上サービスが約3兆円の市場規模にまで成⾧するとの試算もあります。米国では、複数の民間事業者による商業宇宙ステーションの構想検討・開発が進んでおり、欧州はこれに提携する動きを見せているほか、中露印でも独自拠点を確保しようとする動きがあります。

こうした中、我が国の産学官による微小重力環境を利用した科学的・産業的価値の高い実験成果の創出を維持・拡大するとともに、我が国の民間事業者による地球低軌道利用サービス市場の獲得を促進するためには、海外の商業宇宙ステーション等と連携可能な市場競争力の高いモジュールを、我が国の民間事業者が主体的に築・運営していくことが重要です。

その際、モジュール内での実験等の活動においては、例えば人間活動に起因する振動を排除するために商業宇宙ステーションから離脱して実施することが望ましい実験や、技術流出の観点から他国拠点では実施が難しい技術実証等のニーズも想定されることから、従来の連結型モジュールから発展した自律飛行型のモジュールを開発し、フリーフライヤーとしても運用可能な地球低軌道活動拠点を実現することが有効です。

そこで本テーマにおいては、自律飛行および海外商業ステーションとの結合・連携運用の機能を持ち、数年以上の⾧期運用が可能な低軌道拠点モジュールの基本システムを設計・開発することでポスト ISS における我が国の民間事業者による事業の創出や市場の獲得を実現します。


【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋)

有人宇宙拠点構築技術については、ポストISS において、日本の産官学が自在な有人宇宙活動を継続的に実施しその成果を享受するために、その活動の場を確保する上で不可欠な技術である。宇宙空間や月面等において、搭乗員が⾧期的に安全に活動をするためには、宇宙服なしで自由に活動できる与圧モジュールの構築が必要である。また、船外(商業宇宙ステーション外部の宇宙空間)での宇宙実験や観測等を実現するためには、船外プラットフォームの技術、そして船内と船外での機材の搬入・搬出を可能とするエアロック技術も必要である。ISS 退役後の地球低軌道活動が民間主体の活動に移行していくことを想定すると、効率的に活動の場を確保すべく、「きぼう」や HTV、HTV-X で獲得した技術を活用し、低コストで運用性や安全性に優れたシステムへと発展させていくための技術やシステムの開発が非常に重要である。(3.IV.(2)③ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※補助金交付に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

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採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年07月26日

公募締切  2024年09月19日(正午)

ヒアリング 2024年10月23日

採択結果  2024年11月15日






低軌道汎用実験システム技術

背景・目的

2030年の国際宇宙ステーション運用終了後(ポスト ISS)の地球低軌道では、サービスの利用主体が官から民へ移行するとともに、民間企業等による微小重力環境を利用した宇宙実験市場が拡大していくことが予想されています。こうした中、米国や欧州では、民間企業がサービスを提供する形でISSでの宇宙実験を実施し、利用者を獲得しているほか、中国も独自の宇宙ステーションにおいて利用者を公募する形の実験に取り組んでおり、ポストISSに向けた利用者の獲得競争がはじまっています。

我が国は、国際宇宙ステーション(ISS)計画への参加と日本実験棟「きぼう」における宇宙実験の推進により、微小重力環境を利用したタンパク質結晶生成技術や、細胞立体培養等細胞医療研究支援技術、静電浮遊炉を用いた材料研究支援技術など、これまでに独自性の高い技術を獲得しており、ポストISSにおいても引き続き我が国が宇宙実験を実施できる環境を確保し、これらの技術を利用・発展させることが重要です。

なかでも、ライフサイエンス系の宇宙環境利用については、需要が大きいことが見込まれている一方で、民間企業等が微小重力環境を利用した実験を行うためには、それぞれの実験内容に応じた専門的な実験装置を都度準備する必要があり、実験実施までの準備期間や高額な費用といった課題が存在します。さらには、実験実施には宇宙飛行士の多くの作業時間が必要となることも、宇宙環境利用における高いハードルとなっています。

そのため、ライフサイエンス系分野において、実験の自動実施、最適な実験条件の自律的設定や遠隔実施等により、効率的かつ多様な実験ニーズに応える汎用実験システム技術を開発し、これまでISSで培ってきた宇宙実験に係る技術を利用・発展させるとともに、ポストISSにおける我が国の民間事業者による宇宙実験市場の獲得を加速させることが重要です。そこで本テーマでは、上記の汎用実験システム技術を開発するとともに、当該技術の現行ISSにおける軌上実証を行うことにより、ポストISSにおける我が国の民間事業者の地球低軌道を活用したビジネスの創出を進めます。


【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋)

「きぼう」を通じて培ってきた優位性の高い宇宙実験コア技術としては、タンパク質結晶生成等創薬を支援する技術、小動物飼育実験などの健康長寿研究支援技術、細胞立体培養等の細胞医療研究支援技術、静電浮遊炉による無容器処理(るつぼ等の容器を使用せず物質を浮遊させて溶融・計測等を行うこと)などの革新的材料研究支援技術、固体材料可燃性・液体燃料燃焼実験技術、重力発生・可変技術などがある。宇宙空間では、微小重力や放射線環境など、地球とは環境が異なるため、これらを活かし、地上では実施することが不可能な特殊な実験を行うことが可能である。上記の各技術はそれらを可能とするため、ISS計画への参加を通じて独自に開発・成熟させてきたものである。社会課題解決に関する研究ニーズや事業化につながるシーズなどを見定めつつ、引き続き、世界をリードする成果を創出する実験環境を生み出す研究開発を不断に行うことが非常に重要である。 民間主体の活動に移行すると想定されるポストISSにおいては、日本が培ってきた宇宙実験技術を、軌道上拠点を運営する企業に対して継承しつつ、民間企業のアイデアや自動化技術の採用などにより実験の実施や実験前後のサンプルやデータの処理等を自動化する宇宙実験効率化技術等も取り入れ、高い頻度での成果創出を可能とする事業性の高いシステムとして整備していくことが非常に重要である。(3.IV.(2)④ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
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採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年07月26日

公募締切  2024年09月12日(正午)

ヒアリング 2024年11月01日

採択結果  2024年11月22日






⽉⾯の⽔資源探査技術(センシング技術)の開発・実証

⽉⾯の⽔資源探査技術(センシング技術)の開発・実証の再公募については、こちらをご覧ください。

背景・目的

2019年10月、我が国は米国提案によるアルテミス計画に参画することを決定しました。本計画は、月での持続的な活動を目指す等の点で従来の宇宙科学・探査とは全く性格が異なるものであり、今後、月や火星までの領域が人類の活動範囲となっていくことを踏まえ、将来の経済活動や外交・安全保障を含めた幅広な観点から取り組んでいく必要があります。こうした状況の下、月面というフロンティアにおいて我が国が国際的な競争力を有し持続的な経済活動を目指すことは極めて重要です。月面活動においては人類の生命維持やロケット、工場等の燃料として水資源の活用が期待されており、月面の水資源探査は極めて重要な役割を果たすと考えられます。

我が国では、これまでミリ波やテラヘルツ波の受動観測による広域探査において国際的な実績を有しています。地球リモートセンシングでは、2002年からの実績を持つAMSR(Advanced Microwave Scanning Radiometer)シリーズがあり、AMSR-Eではミリ波(6.9GHz~89GHz)を用いて氷面積分布や土壌水分含有量等を推定しています。テラヘルツ波に関しては、2009年に国際宇宙ステーション(ISS)に搭載された超伝導サブミリ波サウンダ(JEM/SMILES)があり、0.65THz帯を用いて成層圏オゾン層破壊物質等の測定を高感度に実施しました。

月面水資源の広域探査の有効な手法のひとつに、現在、宇宙開発利用加速化戦略プログラム(スターダストプログラム)において研究開発が進められているテラヘルツ波を用いた月周回軌道衛星による受動リモートセンシングがあります。テラヘルツ波は氷や水に敏感な周波数帯であり、高い検出感度を有しており、また、ミリ波と比較してセンサの小型軽量化が可能であるため、超小型衛星への搭載が実現可能であり、加えて、小アンテナ口径で高水平分解能を持つ広域探査の実現が期待されます。

本テーマでは、テラヘルツ波を活用した水資源探査技術を活用し、これまでの技術開発成果等を統合した衛星を開発し、周回軌道・観測することにより、広域での月面の水資源の実態を把握することを目指します。

【参考】関連する宇宙基本計画や宇宙技術戦略の抜粋
宇宙基本計画(令和5年6月13日 閣議決定)
1.宇宙政策をめぐる環境認識
(4)月以遠の深宇宙を含めた宇宙探査活動の活発化
【月面探査】
(b) 月面における持続的な有人活動 

アルテミス計画の進展に伴い、まずは 2020 年代から科学探査活動の一環として資源探査が行われ、水資源を含め月面における資源の存在状況を把握し、将来の活用の可能性を明らかにする。これを踏まえつつ、月面での有人活動を持続的に行っていくため、民間の参画も得ながら、無人建設等の新技術を開発・活用して電力・通信・測位システムや食料供給システムなどの技術実証と整備を段階的に行っていく。さらに、将来的には、月面が段階的に人類の生活圏となり、新たな経済・社会活動が生み出され、月面宇宙旅行なども期待される。また、アルテミス計画を始めとした各国が実施する月面プログラムを通じて、民間事業者が地上技術を発展させて宇宙転用することを含め、新たな産業の創出を目指す。これによって、月面経済圏として発展していく可能性がある。 

月面の水資源について一定量の存在が確認されれば、生活用水や、電気分解による呼吸用酸素、燃料の調達がその場で可能となり、持続的な有人活動に貢献し、月以遠の深宇宙探査が効率的になる可能性がある。また、シリコンや、鉄・アルミを始めとする金属資源の存在も確認されており、火星等の他天体へ行くための資機材工場となる可能性もある。

宇宙技術戦略(令和6年3月28日 宇宙政策委員会)
3.宇宙科学・探査
Ⅲ. 月面探査・開発等
(2)環境認識と技術戦略
⑥月資源開発技術
ii. 技術開発の重要性と進め方

水資源探査を効果的・効率的に進めるため、地下浅部の広域探査を可能とする月周回資源探査技術として、衛星搭載用多周波数チャンネルテラヘルツ波センサの開発に取り組むことが重要である。月周回資源探査技術には、軽量な多チャンネルテラヘルツセンサ技術、軌道上で衛星とセンサを統一的に制御する衛星デジタル処理技術、並びに、それらの統合開発を含む。

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」で応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年07月05日

公募締切  2024年08月30日(正午)

ヒアリング 2024年10月24日

採択結果  2024年11月29日






⽉-地球間通信システム開発・実証(FS)

背景・目的

我が国は、2019年10月に、将来的な火星有人探査を視野に入れつつ、月での持続的な探査活動を目指す国際宇宙探査プログラムである「アルテミス計画」に参画することを決定しています。我が国では、この計画の下、国際協力による月・火星探査を実施するとともに、持続的な有人活動に必要となる、環境制御・生命維持システムや月周回有人拠点(ゲートウェイ)補給機の研究開発、月面での広域・長期探査を可能とする有人与圧ローバの開発、月極域探査機(LUPEX)による水資源関連データの取得等に向けた取組などを着実に実施していくこととしています。

アルテミス計画の進展に伴い、まずは2020年代から科学探査活動の一環として資源探査が行われ、水資源を含め月面における資源の存在状況を把握し、将来の活用の可能性を明らかにすることとしています。また、月面での有人活動を持続的に行うために民間事業者が地上技術を発展させて宇宙転用することを含め、電力・通信・測位システム等の技術実証と整備を段階的に行っていくことで将来的には月面が人類の生活圏となり、新たな経済・社会活動が生み出されることが期待されます。

このような状況下において、月面探査等における通信技術は、欧米等の各国でも取り組まれており、国際的に協調して共通のインフラや規格を共同利用する方向で調整が進められています。アルテミス計画における重要ミッションである、日本の有人与圧ローバ、米国の有人曝露ローバ、月面での船外活動等では4K/8Kリアルタイム映像伝送等が予定されているところ、現在、我が国においては、宇宙開発利用加速化戦略プログラム(スターダストプログラム)を活用して月周回衛星による1Gbps通信にかかる技術開発が進められており、それを補完する技術として、月探査で要求されている周波数帯及び送信・受信性能を満たす向け地上局及び月面におけるモバイル通信技術を開発し、月-地球間での大容量リアルタイム通信の実現が望まれます。JAXAは月周回有人拠点(ゲートウェイ)、有人与圧ローバ、月探査促進ミッション(LEAD)、中型月着陸実証ミッションなどにおいてNASAが開発を進めている大容量通信向け月探査向け地上局(LEGS)と同程度の機能・性能を保有する地上局との通信を前提としているものの、現状当該仕様を具備する地上局の開発計画は国内で存在しておらず、整備が急務となっています。

【参考】関連する宇宙基本計画や宇宙技術戦略の抜粋
宇宙基本計画(令和5年6月13日 閣議決定)
4. 宇宙政策に関する具体的アプローチ
(2)国土強靱化・地球規模課題への対応とイノベーションの実現に向けた具体的 アプローチ
(a) 次世代通信サービス
【Beyond5G 時代を見据えた次世代通信技術開発・実証支援】

(中略)アルテミス計画においては、月の探査活動の初期段階に通信も含めた基盤の整備が必要となるが、将来的には超長距離の通信ネットワーク技術によって、深宇宙や月との通信も可能となる。

宇宙技術戦略(令和6年3月28日 宇宙政策委員会)
3.宇宙科学・探査
Ⅲ. 月面探査・開発等
(2)環境認識と技術戦略
④ 月通信・測位技術
ii. 技術開発の重要性と進め方

将来の探査活動においては、8K等の高精細映像データや科学観測データ等の大容量データのリアルタイム通信を実現する光通信技術が有用であり、月と地球圏という長距離通信に必要な要素技術(遠距離捕捉追尾技術、高感度送受信技術、軽量大口径光学系、補償光学系)の研究開発を行うことが非常に重要である。これには、光データ中継衛星JDRS等で我が国として実証してきた技術も継承して取り組む。

月圏での通信・測位インフラの構築には、複数機の月周回衛星から構成されるコンステレーションの配備等、装置の物量の増大が予想されるが、月周回・月面への資材輸送は、多額のコストがかかるため、現実的な費用規模でのインフラ構築のためには装置自体を小型軽量化する技術(高周波・高効率RF技術等)が重要である。

月探査において、将来的に月面上に複数のユーザーや基地局、月周回軌道上にも複数の中継衛星が配備されることが想定され、そのユーザーや中継衛星もダイナミックに移動し中継の切り替えも頻繁に発生することが見込まれる。また、通信距離も長いため、遅延が発生し、通信途絶の確率も高まる。実利用に資する月通信インフラの実現には、このような宇宙探査通信の特徴である、超遠距離通信に伴う高遅延(データ送受信の遅延が長いこと)や高エラーレート(伝送データのエラー発生率が高いこと)、中継数の多さやそれらがダイナミックに移動することに伴う流動的なネットワーク接続形態の変化等に対応するために、遅延・途絶耐性ネットワーク(DTN)の高速化技術をはじめとする惑星間インターネット技術が非常に重要である。また、天候等の地上の状況によらない月と地球圏でのフィーダリンク等のための安定的な通信環境を確立することが必要であるが、現状、地球側においても地上局が世界的に不足している等の事情があることから、現状把握を含む詳細な調査を行い、月と地球圏という長距離にも対応可能な電波通信に係る要素技術(自動捕捉追尾機能等)の開発を実施し、地球地上局を含む通信設備の整備を進めることが非常に重要である。

月面・月周回軌道上で、リアルタイムに測位を行うための月測位システム技術は、月探査の運用性の大幅な向上のために、非常に重要である。月測位システム(LNSS)の実現のため、月近傍GNSS受信機やその観測量に基づく月周回軌道上での軌道決定技術、月面にいるユーザーが自分の位置や時刻の算出に用いる測位衛星から発信される航法メッセージの生成技術等を確立する必要がある。米国や欧州等においても取組が進められている中、日本も含めて相互運用性を確保しつつ、国際協力の下での月面測位実証や、月面上での測位基準局の配備等に初期段階から参画し、我が国として独自性のある貢献を果たすことが必要である。

月面に拠点を建設し持続可能な活動を実現するにあたり、月面拠点域内での通信技術の開発が重要である。WiFiや5G等の成熟した地上の技術を可能な限り活用することを前提としつつ、マルチパスや大地反射等といった月面特有の環境条件に対応した月面基地局によるモバイル通信技術等の研究開発を実施し、月面ネットワークの構築を図る。

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※委託契約に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」で応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年07月05日

公募締切  2024年08月30日(正午)

ヒアリング 2024年10月17日

採択結果  2024年11月15日

事後評価

採択企業等 関連リンク
KDDI株式会社
-⽉-地球間及び⽉面での大容量通信実現に向けた実現可能性検討-
評価結果(2026年3月)
福井工業大学
-13.5m 地上局を利用した⽉-地球間通信システム設計の提案-
評価結果(2026年3月)





再⽣型燃料電池システム

背景・目的

アルテミス計画を始め、世界各国の月面探査が活発化していく中、有人活動を含む持続的な月面活動を実現するためには、その活動を支える様々な大型の月面インフラ・システム(月面拠点、月面プラント等)に適用できる電源システムが必須となります。

この電源システムについては、特に、2週間毎に昼夜が訪れる月面特有の環境において、太陽電池による発電が困難な夜間及び日陰時でも電力を供給可能な大型の蓄電システム(例:2週間の越夜では数百kWh以上の蓄電量)が必要となります。しかし、従来の宇宙機向けリチウムイオン電池のみで大容量の蓄電を行い、必要な電力を供給することは、月面に輸送できる物資の重量制約の観点から困難であり、大容量蓄電時のエネルギー密度が高く、軽量化が可能な再生型燃料電池システムの実現が期待されています。

再生型燃料電池システムの実現に向けて、月面では、地上のように大気中の酸素を取り込むことができないため、再生型燃料電池システムを構成するサブシステム(水電解、燃料貯蔵、燃料電池)において純酸素を取り扱うための新たな技術開発が必要となります。我が国では、これまで地上において航空機や潜水艦等の大型システムへの適用に向けた再生型燃料電池システムの技術開発が進められていることや、水素社会の実現に向けて、自動車産業等を中心として水素関連の技術開発が活発に行われています。このため、これらの強みを活かして、大型の月面インフラ・システムに必要な電源システムを構成する共通的な基盤技術となる再生型燃料電池技術を獲得します。また、獲得した本技術により、我が国の民間企業等による大型の月面インフラ・システムを用いた月面活動の促進やビジネス創出への貢献を目指します。

【参考】関連する宇宙技術戦略の記載(抜粋)

太陽電池による発電が困難な日陰時でも電力を供給可能な大型の蓄電システムの開発が必要であることから、全固体電池、高エネルギー密度電池などを含む蓄電技術の開発が非常に重要である。(中略)さらに、今後の有人月面探査活動においては、より大きな蓄電容量が必要となるため、リチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度が達成できる高エネルギー密度電池として再生型燃料電池の開発を進める。特に、月面では地上とは異なる純酸素対応(地上では大気中の酸素を使用するが、宇宙では酸素タンクから100%酸素を供給する必要がある)の材料研究や、低重力環境における水電解装置の研究開発も進める。水電解装置については、真空・高放射線量等の環境条件でも運用可能な技術の確立に向けた実証を行うため、月着陸機にも搭載可能な小型・軽量の装置の開発を着実に実施することが重要である。(3. Ⅲ.(2).③.ⅱ)

資料

公募要領

提案書様式1-14

提案書様式8 別紙1

提案書様式8 経費内訳(a.総表シート)

提案書様式8 経費内訳(c.補助金(税抜)シート)

※提案書様式8 経費内訳は旧様式で加工されたものでも問題ありませんが、打上げ経費を計上する場合は新様式を使用することを推奨します

※補助金交付に関する詳細は「契約・補助関連」ページをご覧ください

募集期間中に、資料の追加および更新がなされる場合がございます。
本事業への応募を想定する事業者は、本サイトの定期的な確認をお願いいたします。

提出先

本事業は、府省共通研究開発管理システム「e-Rad」で応募を受け付けます。
詳細はこちらをご確認ください。

採択決定までのスケジュール

公募開始  2024年07月05日

公募締切  2024年08月30日(正午)

ヒアリング 2024年11月14日

採択結果  2024年11月29日