月面で自給自足を可能に――米Blue Origin、月面で得られる材料だけで電力を得る技術を考案

2023年2月10日、米Amazonの創業者Jeff Bezos氏が率いる民間宇宙開発企業米Blue Originが、月面土壌から太陽電池および伝送線を製造する手法を考案したと発表した。コストをかけて地球から資材を輸送することなく、月面に豊富に存在する材料を用いて、太陽光による無限の電力供給システムを構築し、人類の月面における長期滞在を可能にすると期待している。

Blue Originは2000年にBezos氏によって設立され、安全で安価なロケットの開発を進めてきた。2021年には、弾道飛行用ロケット「ニュ－シェパード」により、Bezos氏自身を含む4人の乗客を乗せた宇宙旅行に世界で初めて成功している。また、次世代の民間宇宙ステーションを想定した「Orbital Reef」や、火星への宇宙飛行を目的とした「ニューグレン」ロケットの開発を進めており、NASAの支援を受けている。

同社は、人類が月面で長期生活するには潤沢な電力が必要と考え、コストをかけて地球から資材を輸送することなく、月面に存在する材料だけを活用して、電力供給が可能な電力システムを構築する「Blue Alchemist」プロジェクトを推進してきた。化学的および鉱物学的に月面土壌と同質で、月面における性状変動も考慮した模擬物質を作製し、この月面土壌模擬物質を用いた溶融土壌電解反応によって、鉄とシリコン、アルミニウムを結合酸素から分離できる、効率的で規模拡大可能な遠隔操作型プロセスを開発した。

高温かつ腐食性の高い環境に耐える電解反応炉を用い、1600℃以上の温度で溶融材料を電力効率の高い電解反応で各元素を制御して分離抽出できる。太陽電池製作に必要なシリコンについては、エネルギー変換効率の上で必要な99.999%以上に高純度化できることを確認した。シリコンの高純化について地球上では、毒性があり爆発性のある化学物質を大量に用いているが、開発された手法では単に太陽光および電解精製されるシリコンを使うだけである。また、月面では、強い放射線など厳しい環境から保護するために太陽電池に保護ガラスが必要であり、それなしでは数日しか持たないが、溶融土壌電解の副産物だけを用いて、月面で10年を超える寿命を達成できる保護ガラスを作製することにも成功した。更に、副産物の酸素は、ロケットの推進や生命維持に活用できると考えている。

同社は、「我々の目標は技術的に野心的なものであるが、今や現実のものになった。月面資源だけを用いて太陽光発電を行う目標は、月面から火星までインフラを発展させるNASAの最高優先課題に沿ったものだ。また、カーボン排出ゼロで、水や毒性のある化学物質なしに構築できるので、地球上でもメリットをもたらす画期的な可能性を有する」と、その成果について説明している。

月面で自給自足を可能に――米Blue Origin、月面で得られる材料だけで電力を得る技術を考案