NASAは、火星の生命の兆候を探すことから数千機の宇宙船が集まる近くの太陽系外惑星を探査することまで、将来の宇宙ミッションにつながる可能性のある13の野心的なプロジェクトに資金を提供している。
NASAの革新的先進概念（NAIC）プログラムでは、NASAは産業界や学界から提案され、短期的な計画をはるかに超える、一見奇抜なアイデアを支援しています。金曜日、NASAは2024年度フェーズIの受賞者を発表しました。受賞者はそれぞれ最大17万5000ドルを受け取り、設計を具体化し、提案技術の活用方法（あるいは可能性）を示すロードマップを作成することになります。
「地球の大気を観測する量子センサーから、隣の恒星から通信する協調型宇宙船群まで、今年のフェーズIプロジェクトの多様性は、NIACが真に革新的なコミュニティと連携していることの証です」と、NIACプログラムエグゼクティブのマイク・ラポインテ氏は述べた。「NIACの受賞は、NASAが可能性の限界を押し広げ続けるというコミットメントを浮き彫りにしています。」
フロリダに拠点を置く新興企業、スペース・イニシアティブズは、最も遠い構想から出発し、レーザーで動く光帆を使って、質量がわずか数グラムの極小の宇宙船を近くの恒星に送りたいと考えている。
数千機の小型探査機からなるこの船団は、ひとつの自律的な群れのように宇宙を漂い、約4.2光年離れた恒星で、居住可能な可能性のある太陽系外惑星が存在するプロキシマ・ケンタウリに到達する。
これには、約100ギガワットの電力を照射し、群の光帆を駆動できるレーザーが必要になります。宇宙船群は理論上、今世紀の第3四半期に20年以内にプロキシマ・ケンタウリに到達し、往復8年のタイムラグで地球と通信することが可能です。
13のプロジェクトのうち5つは火星に焦点を当てています。電気航空機を製造する航空宇宙企業で、フロリダに拠点を置くCoflow Jetは、火星で初の固定翼機を飛行させることができると考えています。「MAGGIE（マギー）」という愛称を持つこの機体は、フル充電のバッテリーで火星上空を音速の0.25倍まで飛行できると予想されています。高度1,000メートルで、火星日数7.6日で179キロメートルを飛行できます。年間で総航続距離は16,048キロメートルです。
火星に打ち上げられるMAGGIE航空機の提案イラスト…出典：Ge-Cheng Zha
NASAが既にインジェニュイティ・ヘリコプターを火星で飛行させていることを考えると、MAGGIEも実現可能かもしれません。ただし、もし火星に輸送できればの話ですが。コフロー社の航空機は、科学者たちが過酷な塵の惑星である火星で高高度ミッションを実施するのに役立つかもしれません。
火星に焦点を当てた5つのコンセプトのうち、残り4つは人類の生存を支援し、地球外生命体を発見することに向けられている。
カリフォルニア大学ロサンゼルス校は、将来の宇宙飛行士が火星から帰還するのに十分な燃料を確保できるよう、極低温推進剤を貯蔵するタンクの建設を提案している。一方、ジョージア工科大学リサーチコーポレーションは、水を抽出・分解し、酸素と水素ガスに分離する磁気流体力学的電解セルを設計している。このシステムは微小重力下で稼働し、1日3.36キログラムの酸素を消費する最大4人の宇宙飛行士をサポートできるため、生命維持装置をそれほど多く持ち運ぶ必要がなくなる。
NAICの資金援助を受けるNASA内部プロジェクト第1号は、NASAエイムズ研究センターが開発する再生型過塩素酸塩除去システムの開発です。このシステムでは、遺伝子組み換え細菌を用いて火星の水から有毒化学物質を除去し、人間が飲用できる状態にします。
科学者たちは既に、火星の地下水を自然に汚染する塩素と酸素を含む化合物の一種である過塩素酸塩を消費する枯草菌（Bacillus subtilis）の菌株を研究・作製している。さらに、フロリダ州の研究機関である応用分子進化財団は、火星での大規模な水資源採掘を支援し、サンプルから地球外生命体のDNAを検出する可能性のある「生命探査システム」の構築を目指している。
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NASAが支援する2つ目の内部開発構想は、高解像度、長基線、光学撮像干渉計です。月面から可視光線と紫外線の波長域で恒星やブラックホールを観測することを目的としています。研究者たちは、この建設がNASAのアルテミス計画の一環として行われる可能性があると考えています。アルテミス計画は、再び月と地球の衛星を往復する有人探査を目指しています。
SFのプロットにも登場するもう一つのアイデアとして、カリフォルニアに拠点を置くバイオテクノロジー企業Fauna Bio社が、国際宇宙ステーション（ISS）で試験運用する微小重力冬眠装置「STASH」の計画を練っている。STASHは、摂氏4度の温度でラットを冬眠状態に保つように設計されている。浮遊実験室で働く科学者たちはラットの健康状態を監視し、最終的には、宇宙を長距離移動する人間を冬眠状態で生存させるためにSTASHが利用される可能性がある。
残りのプロジェクトは、月で使用するために放射性崩壊から電力を生成する原子力電池で駆動するフロリダ州シティ研究所のセンサーや、原子核崩壊時に放出されるアルファ粒子で推進されるトリウム228フィルムシートで作られたマサチューセッツ州チャールズ・スターク・ドレイパー研究所のソーラーセイルロケットなど、宇宙探査を支援する次世代技術である。
一方、MITは、軽量の光ファイバーアンテナを搭載した衛星を構想し、地球の土壌水分と海面塩分濃度のデータを収集しています。さらに、ワシントン大学は、太陽系の外縁部に衛星ネットワークを送るミッションを提案しています。これらの衛星は、銀河系外の高速電波バースト源までの距離を測定し、科学者がダークエネルギーをより深く理解するのを支援することを目的としています。
NASAのジム・フリー次官は、NAICが支援するアイデアのいくつかはこれまでにも実現しており、こうした長期的な思考は将来のミッションを刺激するのに不可欠だと語った。
火星を飛行するインジェニュイティ・ヘリコプターや、MarCO深宇宙キューブサットに搭載された機器は、NIACにその系譜を遡ることができ、独創的なアイデアからミッションの成功への道筋があることを証明しています。これらのコンセプトのすべてが実現するわけではありませんが、NASAと世界中のパートナーは、新たなアプローチから学び、最終的にはNIACが開発した技術を活用することができるかもしれません。®
