クルーミッションを月に送り始めて以来、いつか植民地になる日を夢見てきました。想像してみてください。月面の定住地です。ここでは、地球上と同じように、誰もが常に約15％だけ重く感じています。そして、彼らの余暇には、入植者たちは月面探査車の表面を横断するあらゆる種類のクールな調査を行うことができます。お奨め、それは楽しいですね！
最近では、月面探査と採掘のアイデアが提案されています。これは、一部には新たな宇宙探査が原因であるだけでなく、民間航空宇宙企業やNewSpace産業の台頭によるものです。今後数十年の月へのミッションのスケジュールがあるので、そこで鉱業や他の産業をどのように設立するかについて考えるのは理にかなっていると思いますか？
提案された方法：
月面での採鉱活動を確立するためにいくつかの提案がなされてきた。最初はNASAのような宇宙機関が、最近では私益によって。初期の提案の多くは、月のコロニーを月の探査の論理的な結果と見なした宇宙レースに対応して、1950年代に行われました。
たとえば、1954年にアーサーC.クラークは月面基地を提案しました。この基地では、断熱のためにインフレータブルモジュールが月の塵に覆われ、インフレータブルラジオマストによって通信が行われていました。そして1959年に、コロラド鉱業学校の鉱業研究所の責任者であるジョンS.ラインハートは、地表を横切って「浮く」管状のベースを提案しました。
その時以来、NASA、米陸軍、空軍、および他の宇宙機関は、月面居住区の創設に関する提案を出してきました。すべての場合において、これらの計画には、ベースを可能な限り自給自足にするためのリソース利用の手当が含まれていました。しかし、これらの計画はアポロ計画に先行していたため、その結論の後でほとんど放棄されました。詳細な提案が再びなされたのは、過去数十年のことです。
たとえば、ブッシュ政権（2001年から2009年）の間、NASAは「月の前哨基地」を作成する可能性を強調しました。彼らの宇宙探査ビジョン（2004）と一致して、この計画は2019年から2024年の間に月に基地を建設することを要求しました。この計画の重要な側面の1つは、ISRU技術を使用して周囲のレゴリスから酸素を生成することでした。
これらの計画はオバマ政権によってキャンセルされ、火星直接ミッション（NASAの「火星への旅」として知られている）の計画に置き換えられました。ただし、2014年のワークショップでは、NASAの代表者がハーバードの遺伝学者ジョージチャーチ、X賞財団のピーターディアマンディス、その他の専門家と面会し、低コストで月に戻る方法について話し合いました。
特別号に掲載されたワークショップ論文 新しいスペース、2022年までに月にわずか100億米ドルで和解を築く方法を説明してください。彼らの論文によると、宇宙打ち上げ事業の発展、NewSpace産業の出現、3Dプリンティング、自律型ロボット、およびその他の最近開発された技術のおかげで、低コストのベースが可能になるでしょう。
2015年12月、ヨーロッパスペースリサーチアンドテクノロジーセンターで、国際シンポジウム「2020年から2030年の月-協調する人間とロボットの探査の新時代」が開催されました。当時、ESAの新しい事務局長（Jan Woerner）は、ロボットワーカー、3D印刷技術、および現場でのリソース利用を使用して国際的な月面基地を作りたいというエージェンシーの要望を明確に述べていました。
2010年に、NASAはロボットのマイニングコンペティションを設立しました。これは毎年のインセンティブベースのコンペティションで、大学生が模擬火星環境をナビゲートするためのロボットを設計および構築します。競争の最も重要な側面の1つは、ISRUに依存してローカルリソースを使用可能な材料に変えることができるロボットを作成することです。作成されたアプリケーションは、将来の月面ミッションでも使用される可能性があります。
他の宇宙機関も今後数十年で月面基地の計画を持っています。ロシアの宇宙機関（ロスコスモス）は2020年代までに月面基地を建設する計画を発表しており、中国国家宇宙機関（CNSA）は、長江計画の成功により、同様の時間枠でそのような基地を建設することを提案しました。
そして、NewSpace業界も最近の興味深い提案をいくつか生み出しています。 2010年、シリコンバレーの起業家グループが集まり、月面ロボットによる輸送とデータサービスを提供することを計画している民間企業であるMoon Expressと、月の採掘という長期的な目標を作成しました。 2015年12月、彼らはLunar X Prizeでロボット着陸機MX-1を建設し、テストする最初の企業となりました。
2010年に、小惑星採掘のための技術の開発と展開を目的として、Arkyd Astronautics（2012年にPlanetary Resourcesに改名）が発売されました。 2013年には、同じ目的を念頭に置いてDeep Space Industriesが設立されました。これらの企業は主に小惑星に焦点を当てていますが、魅力は月の採掘とほとんど同じです。これは人類の資源基盤を地球を超えて拡大しています。
リソース：
アポロ計画によって持ち帰られた月の岩石の研究に基づいて、科学者たちは月の表面が鉱物に富んでいることを学びました。それらの全体的な構成は、岩が月のマリア（月の噴火から形成された大きくて暗い玄武岩の平野）から来たか、月の高地から来たかに依存します。
月のマリアから得られた岩石は、14.9％のアルミナ（Al²O³）、11.8％の酸化カルシウム（石灰）、14.1％の酸化鉄、9.2％のマグネシア（MgO）、3.9％の二酸化チタン（TiO²）と0.6％のナトリウムの金属の大きな痕跡を示した酸化物（Na²O）。月の高地から得られたものは組成が類似しており、24.0％のアルミナ、15.9％の石灰、5.9％の酸化鉄、7.5％のマグネシア、0.6％の二酸化チタンと酸化ナトリウムで構成されています。
これらの同じ研究は、月の岩には主に酸化鉱物の形で大量の酸素が含まれていることを示しています。この酸素を抽出して宇宙飛行士に通気性のある空気を提供する方法を示し、水やロケット燃料の製造にも使用できる実験が行われました。
また、月には希土類金属（REM）が集中していますが、これには2つの理由があります。一方で、REMは電子デバイスで広く使用されているため、世界経済にとってますます重要になっています。一方、REMの現在の埋蔵量の90％は中国によって管理されています。そのため、外部の情報源への安定したアクセスを確保することは、国家安全保障上の問題であると見なされています。
同様に、月には、月のレゴリスと、北極と南極の永久に陰になっている領域にかなりの量の水が含まれています。この水は、宇宙飛行士の飲料水はもちろんのこと、ロケット燃料の供給源としても貴重です。
さらに、月の岩は月の内部にもかなりの水源が含まれている可能性があることを明らかにしました。そして、月の土壌のサンプルから、100万分の10から1000の微量濃度で吸着水が存在する可能性があると計算されています。当初、月の岩の中の水の濃度は汚染の結果であるとされていました。
しかし、それ以来、複数のミッションで月面の水のサンプルが発見されただけでなく、水がどこから来たかの証拠が明らかになりました。最初はインドの Chandrayaan-1 ミッション。インパクターを2008年11月18日に月面に派遣しました。25分の降下中に、インパクトプローブのチャンドラの組成組成探査（CHACE）は、月の薄い大気中に水の証拠を発見しました。
2010年3月に搭載されたMini-RF機器 Chandrayaan-1 月の北極の近くにある恒久的に暗くなった40を超えるクレーターが発見されました。これらのクレーターには、6億メートルトン（6億6187万米国トン）もの水氷が含まれていると仮定されています。
2009年11月、NASA LCROSS宇宙探査機は、南極域の周りで同様の発見を行いました。これは、表面に送ったインパクターが結晶水を含むことが示されている物質を蹴り上げたためです。 2012年に、月偵察オービター（LRO）が実施した調査では、氷がシャクレトンクレーター（南極域にある）の床にある材料の22％を占めることが明らかになりました。
この水はすべてメカニズムの組み合わせによって供給されたと理論づけられています。一つには、地質学的な時間スケールでの水を含む彗星、小惑星、流星体による定期的な爆撃が、その多くを堆積させた可能性がある。また、太陽風の水素イオンが酸素を含む鉱物と結合して局所的に生成されているとも主張されています。
しかし、おそらく月面で最も価値のある商品はヘリウム3かもしれません。ヘリウム3は、太陽から大量に放出される原子であり、内部で起こる核融合反応の副産物です。今日のヘリウム3の需要はほとんどありませんが、物理学者は、それらが核融合炉の理想的な燃料になると考えています。
太陽の太陽風は、ヘリウム3を太陽から運び去り、宇宙空間に放出します。最終的には、太陽系全体から放出されます。しかし、ヘリウム3粒子は、月のように邪魔になるオブジェクトに衝突する可能性があります。科学者たちは、地球上でヘリウム3の発生源を発見できていませんが、月に大量にあるようです。
利点：
商業的および科学的な観点から、月の採掘が人類に有益である理由はいくつかあります。第一に、原位置での資源利用（ISRU）は、地球から物質を輸送するよりもはるかに費用対効果が高いため、月に定住を構築する計画には絶対に不可欠です。
また、21世紀に提案された宇宙探査の取り組みには、大量の資材が必要になると予測されています。月面で採掘されたものは、月面の重力と脱出速度がはるかに低いため、地球上で採掘されたものの数分の1のコストで宇宙に打ち上げられます。
さらに、月には人類が依存する豊富な原料があります。地球と同じように、地球化学的に異なる層の間で区別されるケイ酸塩岩と金属で構成されています。これらは、鉄に富む内部コアと鉄に富む流体の外部コア、部分的に溶融した境界層、および固体のマントルとクラストで構成されています。
さらに、月面基地（資源運用を含む）が太陽系の遠方へのミッションに恩恵をもたらすことは、しばらくの間認識されてきました。今後数十年で火星に向かうミッション、外側の太陽系、または金星と水星でさえ、月の前哨基地から補給できる能力は、個々のミッションのコストを大幅に削減します。
課題：
当然のことながら、月に鉱業権を設定する見通しには、いくつかの深刻な課題があります。たとえば、月面の基地は、100 K（-173.15°C; -279.67°F）から390 K（116.85°C; 242.33°F）までの非常に低温から高温の範囲の表面温度から保護する必要があります。 –赤道で、極域で平均150 K（-123.15°C; -189.67°F）。
放射線被ばくも問題です。非常に薄い大気と磁場の欠如により、月面は惑星間空間の物体の半分の量の放射線を受けます。つまり、宇宙飛行士や月面作業員は、宇宙線、太陽風からの陽子、および太陽フレアによって引き起こされる放射線に曝されるリスクが高くなります。
次に、月の塵があります。これは、表面への数十億年にわたる隕石の衝突によって形成された非常に研磨性のガラス状物質です。風化と浸食がないため、月の塵は丸みを帯びず、機械で大混乱を引き起こし、健康被害をもたらします。最悪の場合、それは触れるものすべてに固執し、アポロの乗組員にとって大きな迷惑でした！
そして、打ち上げに関する限り、低重力は魅力的ですが、それが人間に及ぼす長期的な健康への影響は不明です。繰り返される研究が示しているように、1か月間にわたって無重力状態にさらされると、筋肉の変性と骨密度の低下、さらには臓器機能の低下と免疫系の低下を引き起こします。
さらに、月面採掘が提示する可能性のある潜在的な法的ハードルがあります。これは、「月と他の天体を含む宇宙の探査と利用における国家の活動を統治する原則に関する条約」（別名「宇宙条約」）によるものです。国連宇宙局が監督するこの条約に従って、月に土地を所有することはいかなる国にも許可されていません。
そして、私有を明示的に禁じていない「抜け穴」については多くの憶測がありましたが、これについての法的合意はありません。そのため、月の探査と採掘の可能性が高まるにつれ、すべてが順調に進んでいることを保証する法的枠組みを策定する必要があります。
長い道のりかもしれませんが、いつかは月を採掘することができると考えるのも無理はありません。そして、金属の豊富な供給（REMを含む）が私たちの経済の一部になっているので、ポスト希少性を特徴とする未来を見ることができます！
私たちはここスペースマガジンで月の採掘と植民地化に関する多くの記事を書きました。月の最初の男性は誰ですか？、最初の月面着陸は何ですか？月に歩いた人は何人ですか？月か小惑星か？
詳細については、NASAのジェット推進研究所のムーンマイニングに関するこのインフォグラフィックを必ずチェックしてください。
天文学キャストは、主題についていくつかの興味深いエピソードを持っています。ここで聞く–エピソード17：月はどこから来たのですか？およびエピソード113：月–パートI。
出典：
- NASA：太陽系探査–地球の月
- NASA –月面イルメナイトからのヘリウム3抽出のシミュレーション
- ウィキペディア–月
- ウィキペディア–月の植民地化
