月か火星か？米国は将来のミッションで難しい選択に直面するかもしれない

この記事は クリエイティブ・コモンズ・ライセンスに基づきThe Conversation から転載されました。

アルテミス計画は、NASAにとって再び「月面着陸」を果たす絶好の機会でした。しかし、火星の植民地化に注力するテクノロジー起業家イーロン・マスクの指導を受ける米国の新政権は、月面ミッションを断念、あるいは延期することになるのでしょうか？

例えば、ドナルド・トランプ米大統領が再選を果たし、NASAが月から火星への移動に使用しようとしていたスペース・ローンチ・システム（SLS）ロケットの打ち上げを中止するのではないかとの憶測があります。しかし、このアプローチは火星への到達を早めることになるのでしょうか？

人類が最後に月面に滞在したのは1972年のアポロ17号でした。ですから、アメリカが再び月面に滞在するのは容易だろうと思われるかもしれません。しかし、2004年以降、再び月面に人を送る計画は立てられており、大統領が代わるたびに名称が変わり、現在は「アルテミス計画」として定着しています。

2022年のアルテミス1号試験飛行は、新型SLSロケットシステムを用いて無人衛星を月周回軌道に投入し帰還させるというミッションに成功しました。しかし、有人宇宙船を運ぶアルテミス2号の打ち上げは2026年まで予定されていません。民間企業や他の国々と比較すると、これは比較的遅い進捗と言えるでしょう。

インド宇宙機関（ISRO）による宇宙船の月面着陸は、2023年にチャンドラヤン3号によって初めて成功し、低予算ながら驚異的な成果を上げました。中国は2013年に嫦娥3号、そして2019年に嫦娥4号によって月面着陸を果たしました。

ロシアは過去にも月面着陸機を運用したことがある。しかし、ルナ25号による最近の月面着陸の試みは失敗に終わった。欧州宇宙機関（ESA）も、イスラエルの民間企業アルゴノートをはじめとする民間企業と共同で、将来的な月面着陸ミッションを計画している。明らかに、将来的に有人月面着陸を企図する可能性のある競合相手は数多く存在する。

火星への影響

では、月を目指す代わりに火星探査に転向するのは賢明な選択と言えるでしょうか？おそらく、月周回軌道上に宇宙飛行士が居住できる宇宙ステーション「ルナ・ゲートウェイ」計画を放棄することになるかもしれません。しかし、この計画が実現するのは早くても2027年なので、これは許容範囲内と言えるでしょう。

しかし、月に行くことと火星に行くことの違いは、道の終わりまで歩くことと他の国まで歩くことの違いに似ています。

火星への移動距離は月への移動距離の833倍と、その驚くべき距離差に加え、到着にかかる時間もはるかに長い。月への打ち上げに最適な条件は月に一度繰り返される。そして、それでも理想的ではない時期に打ち上げが行われる可能性はある。

火星への最適な燃料ルートは、2つの惑星が太陽のほぼ反対側に位置する時に到着することです。この打ち上げ時期は18ヶ月ごとに繰り返され、9ヶ月間の旅程では、機内で何らかの問題が発生した場合は乗組員が修理する必要があり、救助手段はありません。より短いルート（約6ヶ月）も実現可能ですが、その場合、非常に多くのエネルギーを消費することになります。

だからこそ、ルナ・ゲートウェイが役立つのです。宇宙飛行士は月から離陸し、地球の巨大な重力から逃れ、そこから火星へと向かうことができます。もちろん、ゲートウェイの資材はまずルナ・ゲートウェイに送る必要があります。しかし、必要なエネルギーを分割することで、火星への旅の一部には、より低速ながらもより効率的な推進方式を利用できるようになります。

SpaceXが多少の努力をすれば火星着陸を実現できることは間違いありません。しかし、人類を安全に火星へ送り、帰還させることができるのでしょうか？企業として、宇宙飛行士の安全確保に加え、利益確保も重要な要素となるでしょう。最近のボーイング社のトラブル（本稿執筆時点で、宇宙飛行士は国際宇宙ステーションに7ヶ月間も閉じ込められている）を見れば、民間企業は人員輸送に関しては少しペースを落とすべきなのが分かります。

しかし、ホワイトハウス政権に対するマスク氏の大きな影響力と、同じく億万長者のジャレッド・アイザックマン氏（民間宇宙飛行士）がNASAの新長官になるという提案があることを考えると、これは起こりそうにない。

重要な決定

つまり、NASAには2つの選択肢がある。アルテミス計画と月探査ゲートウェイを継続するか、火星を目指して主にマスク氏に依存するかだ。

両方の選択肢に資金を投入すれば、どちらも実現しない可能性が高いでしょう。もちろん、火星探査ミッションは、既に月にゲートウェイが存在していればより容易になるでしょう。

ここで重要なタイムラインが存在します。SpaceXは、来年5機の無人宇宙船「スターシップ」を火星に送り込み、2028年に人類を火星に送ることを目指しています。軌道上での燃料補給が必要となることから、これは野心的な目標に思えますが、追加の資金と資材が投入されれば、それよりも早く実現する可能性があります。

月面ゲートウェイの建設は早くても2027年と予想されており、いずれにせよ2028年に運用開始される可能性は低いでしょう。つまり、月面ゲートウェイよりも火星探査を優先すれば、確かに火星への到達は早まるかもしれませんが、リスクは伴います。

米国が月探査計画から撤退すれば、他国は月面でのプレゼンスをより容易に拡大できるようになり、火星への打ち上げルートも容易になる可能性がある。ただし、実現にははるかに長い時間がかかる可能性が高い。しかし、マスク氏が今後数年以内に人類を火星に送り込むことに失敗すれば、これらの国々は優位に立つ可能性がある。

火星の環境は、少なくともある程度の大気圧があり、水の採掘も可能であることから、人類の存在にはやや好ましいと言えるでしょう。しかし、多くの研究が示すように、火星にはテラフォーミング（惑星を人間が居住しやすいように改変するプロセス）の可能性はありません。

太陽からの距離が長くなったことで、太陽電池パネルの効率も若干低下し、また、核融合の燃料として使用できる太陽ヘリウム3の堆積量も火星には豊富ではない。

もちろん、この挑戦​​は多くの人々を興奮させるものであり、リスクを負う価値があるかもしれません。しかし、この決定は政治家や億万長者ではなく、その分野の専門家に委ねられるべきです。