次世代の大気圏突入技術として期待されている展開型エアロシェル技術について、地球低軌道から荷物を帰還させられるレベルまで、大型エアロシェルの製造技術を⾼め、耐熱性能を向上させたエアロシェルを有する実験機を開発し、地球低軌道からの大気圏突入実証試験を実施する。この技術実証の成果により、観測ロケット実験での回収や地球低軌道からの帰還システムの実現を⽬指す。さらに、展開型エアロシェル技術の空気力を効率よく活⽤できる利点が活きる超⼩型⽕星着陸機への適⽤検討を進め、世界にも成功例がない超⼩型（20kg級）の低コスト⽕星着陸機システムを開発する。超⼩型⽕星着陸機を実現するために必要な超⼩型・軽量・省電力の搭載機器群の開発、耐⽕星環境性を評価する地上試験環境の整備を⾏い、地上検証試験で、開発したシステムが⽕星での大気圏突入・着陸環境で成⽴することを確認し、⽕星表⾯への低コスト着陸機の開発を完了する。
国際協調に基づく月探査が活発化しているなか、我が国のプレゼンスを示すためには、独自技術に裏付けされた、国際的に共通で使用される製品を提供していくことが欠かせない。JAXA主導で開発を進めている国際標準の自動ドッキング機構は、探査のみならず 商用ステーション、物資補給機等との共用化が望めることから、IHIエアロスペースにおいても継続的に販売が見込める将来事業の候補として位置付けている。中でも、物資補給機で必要となるアクティブ機構については、国産補給機を皮切りに、海外への製品の提供による事業化を検討している。事業化に際しては、自動ドッキング機構の宇宙空間での作動を模擬し、確実かつ安全に結合・分離ができることを検証するためのシステムが必要となる。基金の活用にて、日本独自技術による検証システムを整備することで、我が国が自律性・自在性をもってドッキング機構を供給することができるようになる。
代表機関である日本低軌道社中は、ポストISSにおける、米国商業宇宙ステーション構築、USCSSの運用・維持、宇宙環境利用の基礎インフラとなる物資補給サービスの提供を通じた「日本の強みを活かした新たな経済圏構築」を出口目標に、物資補給システムの 詳細設計およびその検証を完了させることを成果目標として取り組む。また、ポストISSにおいては、複数の商業宇宙ステーションの運用が想定され、様々な要望を持つ多数のユーザーに提供可能な自在性を有する近傍通信システムが求められる。これを踏まえて、連携機関である三菱電機は、柔軟なユーザビリティを有し、安全確実に高度なランデブ運用を実現する次世代近傍通信システム開発に取り組む。
近年、月近傍や月表面における活動の構想や検討が活発に進められており、月測位インフラの整備は運用性の向上に不可欠である。米欧では国際的に協調し月測位インフラや規格を検討・構築するLunaNet構想が進められている。国内では、LunaNet構想に加わることを想定したLunar Navigation Satellite System (LNSS)という月測位システムに関する検討が行われてきた。月測位システムの実現のためには、月周回衛星の高精度な軌道時刻決定が必要であるが、GNSSからの漏れ電波を受信し、得られる観測量をもとにオンボードで実施することで地上局リソースや運用コストを抑えることができる。本技術開発課題では、この軌道時刻決定手法を実現するための航法システムや、高安定の時刻系システムなどの主要サブシステムの開発と統合を実施する。また、超小型衛星技術を利用 して月測位システムの実証衛星を開発することで、開発費用の低減や開発期間の短縮を実現し、国際協調を見据えた効率的な実証を目指す。
日本低軌道社中は、ポストISSにおける、低軌道モジュールの保有・運用による日本としての宇宙環境利用の場と機会の確保を通じた「日本の強みを活かした新たな経済圏構築」を出口目標に、宇宙戦略基金を活用し、官民ユーザの利用要求、米国商業宇宙ステーション事業者の接続要求、日本低軌道社中の事業要求を充足する自律飛行型低軌道モジュールの基本システムの詳細設計を完了させることを成果目標として取り組む。
本提案ではライフサイエンス系分野、特に細胞培養と結晶化実験における地球低軌道上での汎用実験システムを開発する。高額な費用、準備期間の長さ、宇宙特有の実験装置、限定的な実験手法、という現行の宇宙実験に対する課題を解決し、実験費用の低減、 民間利用の促進、医療産業と宇宙産業における日本の競争力の強化という出口目標を達成する。この達成に向け、オペレーションの自動化、実用性のある多検体実験、地上品を用いたユーザー主体の宇宙実験遂行を開発成果目標とする。自動化によるクルータイムの削減と品質の安定化は、ユーザーへの再現性の高い成果物とコスト削減に寄与する。また、多検体実験や地上標準品の活用は宇宙実験の実用性や取り組み易さを高め、ユーザー主体の実験系を確立することで宇宙利用を加速させることができる。以上により、国内の宇宙ライフサイエンス研究を活性化することで、日本の競争力強化に大きく貢献できる。
福井工業大学は⽉-深宇宙用のあわら13.5m地上局(FUT13.5m)を建設し2024年に完成した。
この地上局を基に、実証・開発を進めることにより、本研究テーマにとって有益となる実証検討結果が得られることが期待される。FUT13.5mをベースとして新しい技術を取り入れ、より高性能な地上局を実現するため以下の技術の検討を行い将来あるべき⽉－地球通信システムの地上局の基本設計およびそのための地上局ネットワークの案を提案する。
検討をする項目は以下のとおりである。
1) 地上局への要求や海外のネットワークを調査と地上局の目指すべき性能の設定
2) 小型アンテナの送受信性能の改善
3) ソフトウェア無線技術を利用したベースバンド装置の開発
4) 軌道データ取得のための地上局時計および局位置の高精度化
5) 将来の地上局ネットワーク運用システムの開発計画の策定
6) 将来⽉ミッションのための地上局およびそのネットワークの基本設計の提案
国際⽉探査プログラム「アルテミス計画」や民間・大学等の⽉探査では大容量通信等の要求があるが、対応可能な地上局や⽉面通信環境は現存せず、宇宙技術戦略でも当該技術整備の重要性が記されている。本技術開発では国内外動向も鑑み、1年間のフィージビリティスタディの中で通信要求に対応した地上局及び地上局ネットワークの基本設計と⽉面モバイル通信環境構築の実現可能性評価を目指す。地上局については、X帯及びKa帯の送受信が可能な局が存在しない中、長距離で大容量通信が可能な地上局設計を宇宙探査用地上局開発で実績を持つ企業と行う。⽉面モバイル通信は、⽉面電波伝搬シミュレーション等による通信エリア設計、モバイル通信機器の⽉環境適用要件抽出、⽉面基地局タワー構築法検討、⽉周回衛星等と協調した通信システムの運用コンセプト策定等についてローカル5G開発、宇宙機器開発、⽉探査機開発・運用等で実績を持つ企業と共に取り組む。
(1) 高圧水電解システム
① 高圧水電解スタックの開発：高圧に対するシール技術と電極保持技術を開発し、水素/酸素を高圧ガス貯蔵するための昇圧技術を不要にします。
② 高圧水素/酸素混合気の除去技術開発：触媒等を用いた水素/酸素混合気の除去技術（再⽣器）および混合気中の水素濃度測定技術を開発します。③ 耐発火・耐燃焼技術：酸素適合性評価（材料識別、構成材の燃焼試験）により耐発火・耐燃焼技術を開発し、コンタミ抑制技術も併せて開発します。
(2) 水素/酸素の昇圧・貯蔵技術開発
① 酸素の液化・昇圧技術開発：純酸素の液化技術を開発し、液化酸素を貯蔵する技術や再度気化して高圧ガスとして貯蔵する技術を開発します。
② 水素の昇圧技術開発：機械式コンプレッサーおよびケミカルポンプを使用した水素の昇圧技術を開発します。摺動部からのコンタミや差圧による膜耐久性の課題にも取り組みます
