SX基盤領域発展研究「SX-ARK」

背景・目的

我が国の宇宙開発利用の持続的な発展に向けては、現時点では不確実性の高い基盤的な技術シーズや多様で斬新なアイディアを早期に実証し、コアとなる要素技術の実装に向けた予見性を高めていくことで、多様な将来技術を蓄積しつつ、宇宙分野に共通的なブレイクスルーの創出や宇宙産業エコシステムの刷新等につなげていく必要があります。その際、宇宙機を構成する部品・コンポーネントをはじめ、宇宙開発利用を支える要素技術や知見の多くが地上技術の宇宙転用によってもたらされてきたことを踏まえれば、宇宙という特殊環境を想定した技術開発への参入障壁を下げるとともに、同分野でのコミュニティを拡大することで、新規の技術創出と裾野拡大を一体的に加速していくことが重要となります。

そこで本テーマでは、将来の宇宙開発利用における分野横断的なボトルネックの解消等を想定した一定の広がりを持つ領域を設定し、当該領域に係る多様な民間企業・大学等のプレーヤーによる挑戦的・萌芽的な技術開発や早期の実証（PoC：コンセプト実証）を支援するとともに、JAXA によるマネジメントの下、当該領域に係る宇宙分野の技術的知見等の蓄積や、領域ごとの目標達成に向けた相互連携、新たなアイディアの創出等が行われていくようなネットワークの構築を推進します。

具体的には、本実施方針では、地上とは異なる宇宙の特殊性に対応するための領域として、以下の２領域を設定します。

領域名「構造と材料に関する課題解決に向けた革新的技術開発領域」
（略称：「構造と材料」領域）
宇宙機やロケットのミッションで要求される精度や耐環境性は高くなる一方であり、ライフサイクル全般にわたり、軽量かつ必要な剛性を確保しつつ、構造の安定化（部品間の相対的な位置・角度変化や、部品の変形を発生させないこと）及び機構の作動精度・信頼性の確保に対する要求、宇宙環境における耐劣化性/耐温度環境性に対する要求はますます厳しくなっています。また、多機能構造化が進む中、一層、新しい構造材料成形技術の適用、構造の最適化や新方式、新材料による軽量化、機構の高精度化・高信頼性化が進んでいくことが見込まれています。今後、我が国が世界をリードするCFRP、CMCを始めとする高比強度、高比剛性、低熱膨張性を有する高機能材料の活用、地上での活用実績のある材料の転用、新たな材料・コーティングの開発・適用等の材料レベルの対応と、それらの材料特性も踏まえた新規構造アーキテクチャの開発、構造解析技術の高度化、新規機構方式の開発、機構解析・評価技術の高度化等の構造・機構レベルの対応をバランスよく行うことが重要となります。

領域名「環境と生存に関する課題解決に向けた革新的技術開発領域」
（略称：「環境と生存」領域）
「微小重力環境」、「宇宙放射線環境」、「閉鎖環境」といった宇宙特有の環境に加え、打上げ・輸送の過程で振動・衝撃や推進系の取り扱い等に伴い、人、機器及び試料は過酷な環境に晒されます。こうした環境下で人が宇宙空間に滞在し、活動する上では、健康、安全、生命維持等に関する様々な課題が生じ得ます。これらの環境に必要な技術や健康管理・維持のために蓄積された知見は、宇宙での生活や活動に関する問題を解決するだけでなく、地上での応用も期待できます。こうした宇宙での生活や活動に関する課題に対応するため、打上げ・輸送時に機器、試料又は搭乗者が受ける振動・衝撃への対策、低毒性推進系やクリーン推進剤等を含む推進系の取り扱いに伴うリスク低減など、宇宙における安全な活動と生存を支える基盤技術の開発が重要です。また、宇宙での長期滞在や活動を支える健康管理・維持に関する研究は、地上への応用も期待されています。現在JAXAが取り組んでいる宇宙飛行士の骨量減少／筋機能低下の研究は、地上での骨粗しょう症や筋萎縮症など、特殊な病気の発症メカニズムの解明や、治療技術の開発にも貢献しており、さらに、宇宙を利用した、例えば創薬開発など地上の生存に貢献する事例もあります。アルテミス計画により、宇宙飛行士の健康管理やECLSSによる、生命維持・環境制御技術はますます重要となっていきます。今後人類の活動領域が広がることから、我が国においても環境と生存に関する研究開発を推進することは重要です。