月極域探査機

月極域探査機 (LUPEX)

概要

月極域探査機、通称LUPEX（Lunar Polar Exploration Mission、ルペックス）は、日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）とインド宇宙機関（ISRO）が協力して進めている重要な月探査プロジェクトです。この計画は、インドではチャンドラヤーン計画の一環として、「チャンドラヤーン5号」とも位置づけられています。その主目的は、月の南極付近に軟着陸し、搭載する探査車（ローバ）を使って、この地域に存在が示唆されている水の詳細な調査を行うことです。現在のところ、2024年10月時点での情報では、2028年から2029年にかけての打ち上げが予定されています。

探査の背景と目的

近年の複数の月探査機による観測から、月の極域、特に太陽光が当たらないクレーターの底などにおいて、水が存在する可能性が指摘されています。しかし、これらの観測は主に遠隔からのリモートセンシングによるものであり、実際に月面に降りて直接水を検出した事例はまだありません。そのため、水の具体的な存在量や状態については依然として不明な点が多く残されています。

月面に利用可能な形で水が存在する場合、それは将来の宇宙活動にとって極めて価値の高い資源となり得ます。水を分解すれば、宇宙船の推進剤となる水素や酸素が得られるほか、生命維持に必要な水としても利用可能です。月面でこうした資源を現地調達できれば、地球から大量の物資を運ぶ必要がなくなり、将来的な有人月面基地の建設や活動に大きく貢献することが期待されています。LUPEXミッションは、世界に先駆けて月面での水の直接観測を実現し、その賦存状態や利用可能性を明らかにするという、非常に重要な目標を掲げています。

水の探査に加え、LUPEXは月表層大気に含まれる揮発性成分の組成や変動を観測したり、着陸地点周辺の土壌における元素の濃度や分布を詳細に調べたりすることも目的としています。

計画の経緯

日本とインドの間での宇宙分野における協力は、2016年に両国の宇宙機関が覚書を締結したことから本格化しました。この協力枠組みの中で、共同での月探査計画が具体的に検討され始め、2017年11月にインドのベンガルールで開催されたアジア太平洋地域宇宙機関会議（APRSAF）において、初めてLUPEX計画が公に発表されました。その翌月には、JAXAとISROの間で、月極域探査に関する検討を進めるための実施取り決めが交わされています。

2018年3月には、両機関による共同の実現可能性調査（フィージビリティスタディ）の報告書がまとめられ、同年10月に行われた両国首脳の会談においても、月極域探査機計画が共同声明に盛り込まれるなど、国家レベルでの支援も得られることになりました。さらに、2018年12月には、共同でのミッション定義審査（JMDR）を実施し、計画の初期段階における詳細な定義が進められました。

ちなみに、LUPEX/チャンドラヤーン5号は、ISROのチャンドラヤーン2号が月面着陸に失敗する以前は、「チャンドラヤーン3号」という名称で呼ばれていた時期もありました。

探査機の構成と役割分担

LUPEXミッションに使用される探査機システムは、大きく分けて着陸機とローバの二つの要素から構成されており、それぞれ日本とインドが主導して開発を進めています。

着陸機

着陸機はインドのISROが担当し、ISROが2023年に成功させたチャンドラヤーン3号の技術や設計を基に開発が進められています。電力は太陽電池によって供給されますが、着陸が予定されている月の極域では、太陽光の入射角が低く、常に光が当たるわけではありません。このため、着陸機の上部から垂直方向に伸ばすことができる太陽電池タワーが装備される予定です。この太陽電池パネルやバッテリーの一部には、日本側から提供されるコンポーネントも含まれます。

また、JAXAが2024年の小型月着陸実証機SLIMミッションで実証した、誤差100メートル以内という高精度なピンポイント着陸技術がLUPEXにも適用されます。これに伴い、着陸機に搭載される航法誘導センサーや、月面までの正確な誘導を行うアルゴリズムの開発は、日本が担当しています。2023年時点では、着陸機に搭載される科学観測機器のラインナップは確定していませんでしたが、インド物理学研究所（PRL）などから複数の提案がなされていました。

ローバ

探査車であるローバは、日本のJAXAが担当して開発しています。着陸機が月面に到着した後、ローバが分離・展開され、月面上を10キロメートル以上移動しながら、特に月面のレゴリス（土壌）中に含まれる水の氷などを探索する任務を担います。ローバの移動システムには、4本の脚の先にクローラ（キャタピラ）を取り付けた独特の機構が採用されており、これによって傾斜のある地形や不整地でも安定して走行できる能力が期待されています。さらに、ローバには最大で深さ1.5メートルまで月面を掘削できるドリルが装備されており、表層だけでなく地下のサンプルも採取して水の存在を確認できるよう設計されています。

この共同計画は、日印両国の宇宙技術を結集し、月の資源探査という新たなフロンティアを切り拓くことを目指しています。

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