期節: 第一期

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

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

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。
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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