将来、人類が月面で暮らすために不可欠な水や酸素を、現地にある「砂」から作れるとしたらどうでしょう？そんな夢のような話が、現実味を帯びてきました。
中国の研究チームが、月の砂と太陽光だけを利用して、水と酸素、さらにはロケット燃料となるメタンまで生成する画期的な方法を開発したのです。この技術は、月面での長期滞在や基地建設を可能にする、重要な一歩となるかもしれません。
このニュースは、海外メディアの記事「Scientists extracted water and oxygen from moon dust using sunlight. Could it work on the lunar surface?」で詳しく報じられています。
本記事では、この新技術の仕組みから実用化に向けた課題まで、専門家の意見を交えながら分かりやすく解説します。
月の砂が宝の山に？太陽光で水・酸素・燃料を生む新技術
宇宙開発が進み、月での長期滞在や基地建設が検討される中、大きな課題となるのが物資の輸送コストです。そこで期待されているのが、現地の資源を有効活用する「現地資源利用（ISRU）」という考え方です。
その鍵を握るのが、今回、中国の研究チームが発表した画期的な技術です。月の表面を覆う砂「レゴリス」と太陽光、そして宇宙飛行士が吐き出す二酸化炭素を使い、たった1つのプロセスで「水」「酸素」「メタン（ロケット燃料）」を同時に生成することに成功しました。
1ステップで資源を生み出す「光熱触媒プロセス」
この技術の核心は「光熱触媒（Photothermal catalysis）」と呼ばれるプロセスにあります。
水の抽出 まず、レゴリスを太陽光で約200℃まで加熱します。すると、レゴリス内のイルメナイトという鉱物に含まれていた水分が、気体となって放出されます。
酸素とメタンの生成 次に、抽出した水と、宇宙飛行士の呼気などから得られる二酸化炭素を混ぜ合わせます。この混合物に太陽光を当てると、レゴリス自体が触媒（化学反応を促進する物質）として機能し、水と二酸化炭素を「酸素」と「メタン」に変換します。
従来の技術では、水や酸素を生成するために複数の装置や工程が必要でした。しかし、この新技術は月のレゴリスそのものを触媒として利用するため、プロセスが非常にシンプルになり、地球から運ぶ機材を大幅に削減できる可能性があります。
特に、ロケット燃料として生成されるメタンは、従来の液体水素に比べて安定性が高く、月面での貯蔵や管理が容易です。そのため、中国のLandspace社といった商業宇宙企業もメタン燃料ロケットの開発を進めており、将来の月面活動の鍵を握る燃料として注目されています。
現実化へのハードル：専門家が指摘する課題と代替案
この画期的な技術は将来の宇宙開発に大きな希望をもたらしますが、専門家は実用化に向けていくつかの課題も指摘しています。
この研究には直接関与していないものの、セントラルフロリダ大学の惑星物理学者フィリップ・メッツガー氏は、実用化に慎重な見方を示しています。氏が指摘する主な課題は2点です。
第一に、月のレゴリスが非常に優れた「断熱材（Thermal insulator）」である点です。太陽光で表面を加熱しても、その熱が内部まで効率良く伝わらず、十分な量の水を抽出するのは難しいのではないかと懸念しています。
第二に、原料となる二酸化炭素の供給量です。宇宙飛行士の呼気だけでは、必要な量の10分の1程度しかまかなえないと試算しており、これでは十分な資源は作れません。
そこでメッツガー氏は、代替案として、より効率的な「ニッケル-珪藻土（Nickel-on-kieselguhr）」のような粒状触媒を一度だけ地球から運び、再利用する方法を提案しています。初期コストはかかるものの、長期的にはレゴリスを直接利用するより効率的かもしれないという考えです。
日本の宇宙開発への期待
こうした課題はあるものの、この研究が持つポテンシャルは計り知れません。日本もNASAが進める「アルテミス計画」に参加し、2020年代後半以降の日本人宇宙飛行士による月面着陸を目指しています。
月面で水や酸素、燃料を自給自足できる技術が確立されれば、日本の月面基地構想や探査活動は大きく前進するでしょう。この技術は、宇宙での活動コストを劇的に下げるだけでなく、月面での資源開発やインフラ建設といった新たな宇宙産業を日本国内で生み出すきっかけにもなり得ます。
メッツガー氏が「非常に興味深い結果だ」と評価するように、この技術はまだ発展途上です。しかし、月という過酷な環境で人類が持続的に活動するためには、現地資源の活用技術が不可欠であり、日本の宇宙開発にとっても重要な研究テーマであることは間違いありません。
月面での自給自足が拓く未来と今後の展望
今回紹介した技術は、単に「月の砂から資源を作る」以上の大きな可能性を秘めています。それは、人類が地球外で持続的に活動するための「自給自足」という、新しい宇宙時代の扉を開くかもしれないからです。
もちろん、実用化には専門家が指摘するレゴリスの断熱性の問題や、原料となる二酸化炭素をどう確保するかといった課題を乗り越える必要があります。しかし、これらの課題は、AIによる効率的な加熱方法の探求や、新たなCO2回収技術との融合など、次の技術革新を生む原動力ともなり得ます。
今後のアルテミス計画のような実際の月探査ミッションは、こうした新技術を試す絶好の機会となるでしょう。実験室の中だけでなく、本物の月面という過酷な環境で試すことで初めて見えてくる課題や、予想外の発見があるはずです。
「宇宙開発」と聞くと遠い世界の話に聞こえるかもしれませんが、「ないものは運ぶ」から「あるものを活かす」への発想の転換は、地球上の資源問題や環境問題を考える上でも大きなヒントを与えてくれます。この技術がSF映画のように月面での生活を当たり前にする未来はまだ先かもしれませんが、科学者たちの挑戦は着実に続いています。私たちの未来に繋がる物語として、宇宙開発のニュースに目を向けてみてはいかがでしょうか。
