将来、宇宙探査はどのような姿になるのか?

The Soyuz MS-08 spacecraft for the next International Space Station (ISS) crew, consisting of astronauts Drew Feustel and Ricky Arnold of the U.S and crewmate Oleg Artemyev of Russia, is lifted on the launchpad ahead of its upcoming launch, at the Baikonur Cosmodrome, Kazakhstan March 19, 2018. REUTERS/Shamil Zhumatov - RC15D1B68F60
Russia has proposed to extend the life of the International Space Station to 2028.Image: REUTERS/Shamil Zhumatov
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国際宇宙ステーション(ISS)の組み立ては1998年に始まり、2011年に完了した。参加したパートナーはカナダ、欧州、日本、ロシア、米国の5者である。

当初は2020年までの運用が予定されていたが、2014年に米国は運用期間を2024年まで延長することを決めた。それ以来ロシアはISSの運用期間をさらに2028年まで延長することを提案し、米国の宇宙機関NASAもこの新たな延長を受け入れる用意があるように見えた。

しかし2017年、ホワイトハウスの高官級機関が復活し、米国の宇宙政策に大きな変化が起きた。国家宇宙会議(NSpC)は副大統領が議長を務める。ホワイトハウスの新たな優先課題は、2020年代に月へ再び有人飛行することであり、これは2030年代の火星探査に向けた一歩となる。

この新戦略のための資金を確保するため、NSpCは2025年にISSの運用を終了する方針を支持している。議会との妥協により、2025年以降、既存の構成から官民パートナーシップ(PPP)モデルへとISSを秩序立てて移行し、既存の要素を全部または一部再利用する決定に至る可能性が高い。

この移行過程の終了後、低地球軌道(LEO)で商業ベースに近い形で運用される官民の宇宙ステーションが、1つまたは複数誕生する可能性がある。この仕組みでは、現在ISSを所有・運用している宇宙機関が、民間宇宙ステーションから官民連携の形でサービスを購入する顧客となる。

この仕組みが経済的に成り立たなければ、ISSは最終的に運用を終了する可能性がある。その構造物は制御された方法で地球の大気圏へ導かれ、海洋の広い範囲の上空で燃え尽きるようにされる。いずれにせよ、ISSは研究と国際協力に大きな遺産を残すだろう。

2018年初頭に進行中のミッションは第54次長期滞在で、ISSに常駐する6人の宇宙飛行士の乗組員が54回目の交代を迎える。NASAには幅広い実験計画があり、ISSの運用が数年延長されれば、その恩恵を受ける。例えば、アルファ磁気分光器はNASAの素粒子物理学検出器で、地上では不可能な環境で暗黒物質を研究している。

ISSの後には何が起こるのか?

2016年10月に開かれた2日間の国際有人・商業宇宙飛行シンポジウムでは、ISSの運用終了が主要な議題の一つとなった。当時NASA長官だったチャールズ・ボールデンは、民間企業がまもなくISSにモジュールをドッキングさせることが可能になると発表した。これは、ISSの乗組員やミッションの資金が民間へ移行し、運用終了後には商業宇宙ステーションが開発される可能性があるとの見方を裏付けるものだった。

実際、民間主体が宇宙に関与する基盤はすでにかなり整っている。米国の宇宙技術企業ビゲロー・エアロスペースは、すでに居住モジュール、すなわち膨張式居住施設(ビゲロー拡張式活動モジュール、BEAM)を開発している。これらは放射線や熱からの保護を提供し、宇宙飛行士が宇宙で活動する施設として利用できる。

Image: ビゲロー・エアロスペース

最初の打ち上げは2016年4月、ISSへの補給ミッションであるスペースXのドラゴン宇宙船 CRS-8から行われた。これは民間主体が宇宙に設置する代替「ステーション」に向けて踏み出した最初の一歩だった。

オービタル・サイエンシズ、ロッキード・マーティン、シエラ・ネバダ・コーポレーションなどの民間企業も、将来のミッションで使う新技術を開発している。また、アクシオム・スペースは、世界初の民間国際商業宇宙ステーション、すなわちアクシオム国際商業宇宙ステーションを2020年までに設立しようとしている。

商業宇宙ステーションの支持者は、政府の宇宙機関にとって大幅なコスト削減になると指摘する。宇宙機関としては、比較的手頃な価格で、膨張式の軌道上居住施設をリースできる方が望ましい。例えば、1〜2か月の滞在で100万ドル程度かもしれない。ISSの開発には1,000億ドル以上かかった一方、BEAMの建設費は1,780万ドルだった。

こうしたコスト削減により、経験や資金が比較的限られた国々も宇宙探査に参加しやすくなる可能性がある。民間宇宙ステーションは科学研究の拠点となるだけでなく、月や火星へ向かう人々の中継拠点や、小惑星採掘企業など新興の宇宙関連事業者の活動を支える拠点にもなり得る。コスト削減のメリットから、宇宙ステーションをめぐる官民パートナーシップも広がる可能性が高い。

こうした構想は、2017年に米連邦政府が定めた新たな宇宙政策の枠組みによく合致する。

各国もISS後の時代に備えている。例えばロシアは、独自の宇宙ステーションの建設を検討しているようで、2024年以降、ISSのモジュールを切り離し、新たなロシアの有人宇宙ステーションを建設することを目指す可能性がある。それはロシア軌道ステーション(ROS)と名付けられている。ロスコスモスは、自律型宇宙ステーションの建設を、月面基地の設置を含む宇宙での野心を実現するために不可欠な前提条件とみなしている。

さらに中国は、天宮宇宙ステーションという独自の恒久的な宇宙ステーションを計画している。2016年10月、中国の宇宙機関は2人の「タイコノート」(中国人宇宙飛行士を指す呼称)を実験用宇宙実験室「天宮2号」に搭乗させることに成功した。これらの動きは、中国が2022年までに宇宙ステーションを完成させる計画を実現するための重要な一歩となる。米国の拒否により、中国はISSで協力できなかった。現在、中国の宇宙ステーション計画は、どの国と比べても最も包括的なものの一つであり、天宮宇宙ステーションが完成すれば、中国は米国の優位に挑む可能性がある。

ISS後の時代に宇宙研究活動が分断される可能性は、中国を除く地政学上の競合国の技術者や科学者の間にかつてない協力を育んできた国際同盟の解体を意味する。ISSは冷戦後の協力の頂点ともいえ、作業方法や異なる規範の共有と効率化を可能にしてきた。関係が緊張する現在、米国とロシアが協力の重要な段階を終えようとしていることは懸念される。

それでも、ロシアは意欲を示した。ISSの運用を2024年以降も延長すること、あるいはNASAの後続計画であるディープ・スペース・ゲートウェイ(月周辺空間に設置する、ISSに似た小型ステーション)のパートナーとなる可能性を示し、さらなる宇宙研究への期待を高めた。米国、ロシア、日本、欧州、カナダのISS関係者で構成される国際宇宙船作業部会(ISCWG)は、2020年代に予定される新たな深宇宙探査計画の立ち上げに向け、構想と技術的詳細をまとめる役割を担っている。

欧州宇宙機関(ESA)は、ISSの行方にかかわらず、国際協力を拡大することに関心を示している。ESAは、世界各地の官民組織が協力して参加するコミュニティから成る月面基地「ムーン・ビレッジ」の建設を構想している。地球からわずか4日で到達できる月面基地があれば、科学者は、火星など、さらに遠い目的地への探査を可能にする技術を研究し、試験できる。

私たちが知るISSは、今から10年後にはおそらく存在しなくなっているだろう。しかし、ISSが始めた協力は続き、民間や各国の新たな参加者を呼び込むことが期待される。将来、民間主体がISSの残した空白をますます埋め、一部の国々は独自の宇宙ステーションを建設しようとする可能性が高い。それでも、宇宙での国際協力を促進できる取り組みがいくつも存在するようだ。これはISSが残した主な遺産の一つであり、おそらく最大の成果でもある。

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