GPSのような月面ナビネットワークをマステン・スペース・システムズが開発中

今回は「GPSのような月面ナビネットワークをマステン・スペース・システムズが開発中」についてご紹介します。

関連ワード （GPS、Masten Space Systems、アルテミス計画、宇宙船、月等） についても参考にしながら、ぜひ本記事について議論していってくださいね。

本記事は、TechCrunch様で掲載されている内容を参考にしておりますので、より詳しく内容を知りたい方は、ページ下の元記事リンクより参照ください。

2023年に月面に着陸機を送ることを目指しているスタートアップ企業のMasten Space Systems（マステン・スペース・システムズ）は、地球におけるGPSのような、月面でナビゲーションとポジショニングを行うシステムを開発する。

このシステムの試作機は、Air Force Research Laboratory（米空軍研究所）のAFWERXプログラムを通じてMastenが受注した契約の一環として開発されており、実用化されたら人類初の地球外ナビゲーションシステムとなる。

これまで月に向かう宇宙船には、危険を検知してナビゲーションを補助する機器が搭載されていた。共通のナビゲーションネットワークが確立されていないことも、ある程度は納得できる。人類が月面に着陸したことは数えるほどしかなく、無人探査機の着陸は何度も行われているものの、未だ月面ミッションが定期的に行われるようになったわけではないからだ。

しかし、SpaceX（スペースX）のような企業による打ち上げ技術の革新もあって、軌道やそれより先へ行くためのコストが劇的に減少しているため、宇宙はもっとにぎやかになりそうだ。多くの民間企業や国の宇宙部門が、特に月に狙いを定めている。Mastenもその1つであり、同社は月の南極にあるHaworth Crater（ハワース・クレーター）付近のサイトにペイロードを届ける業者としてNASAに選ばれた。当初2022年12月に予定されていたそのミッションは、2023年11月に延期されている。

関連記事：SpaceXが2022年にMasten製の月面着陸機「XL-1」を初打ち上げへ、月の南極点へペイロード運ぶ

他の組織も月へ行くことを目指している。その中で最大規模のものは、2024年に2人の宇宙飛行士を月面に送るNASAの「Artemis（アルテミス）」計画だ。このようなミッションは、今後数十年の間にさらに増えていくことが予想されるため、共通のナビゲーションネットワークが必要になってくる。

「地球と違って、月にはGPSが展開されていないため、月宇宙船や軌道上の機器は、基本的に暗闇の中で運用されています」と、Mastenの研究開発担当バイスプレジデントであるMatthew Kuhns（マシュー・クーンズ）氏は声明の中で説明している。

このシステムは次のような仕組みになっている。まず、宇宙船が月面にPNT（ポジショニング、ナビゲーティング、タイミング）ビーコンを展開する。PNTビーコンによって、無線信号を放送する地表ベースのネットワークが構築される。宇宙船や他の軌道上の機器は、このネットワークに無線で接続し、ナビゲーション、タイミング、位置追跡の情報を取得する。

画像クレジット：Masten Space Systems

Mastenはすでに、PNTビーコンのコンセプトデザインを完成させるというプロジェクトのフェーズIを終えている。しかし、技術的な課題の多くは、PNTビーコンを開発するフェーズIIで直面することが予想される。ビーコンは月の過酷な環境に耐えなければならないため、Mastenは防衛・技術会社のLeidos（レイドス）と提携し、衝撃に強いビーコンの筐体を作ることにした。フェーズIIは2023年の完了を目指している。

「月面における共有ナビゲーションネットワークを構築することで、宇宙船のコストを数百万ドル（数億円）削減し、ペイロードの容量を増やし、月面で最も資源の豊富な場所の近くに着陸する精度を向上させることができるようになります」とクーンズ氏は述べている。

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画像クレジット：Masten Space Systems

【原文】

Masten Space Systems, a startup that’s aiming to send a lander to the moon in 2023, will develop a lunar navigation and positioning system not unlike GPS here on Earth.

Masten’s prototype is being developed as part of a contract awarded through the Air Force Research Laboratory’s AFWERX program. Once deployed, it’ll be a first-of-its-kind off-world navigational system.

Up until this point, spacecraft heading to the moon must carry equipment onboard to detect hazards and assist with navigation. To some extent, it makes sense that a shared navigation network has never been established: Humans have only landed on the moon a handful of times, and while there have been many more uncrewed landings, lunar missions still haven’t exactly been a regular occurrence.

But as the costs of going to orbit and beyond have drastically decreased, thanks in part to innovations in launch technology by companies like SpaceX, space is likely to get a lot busier. Many private companies and national space divisions have set their sights on the moon in particular. Masten is one of them: It was chosen by NASA to deliver commercial and private payloads to a site near the Haworth Crater at the lunar south pole. That mission, originally scheduled for December 2022, was pushed back to November 2023.

Other entities are also looking to go to the moon. Chief amongst them is NASA with its Artemis program, which will send two astronauts to the lunar surface in 2024. These missions will likely only increase in the coming decades, making a common navigation network more of a necessity.

“Unlike Earth, the moon isn’t equipped with GPS so lunar spacecraft and orbital assets are essentially operating in the dark,” Masten’s VP of research and development Matthew Kuhns explained in a statement.

The system will work like this: Spacecraft will deploy position, navigation and timing (PNT) beacons onto the lunar surface. The PNT beacons will enable a surface-based network that broadcasts a radio signal, allowing spacecraft and other orbital assets to wirelessly connect for navigation, timing and location tracking.

Image Credits: Masten Space Systems (opens in a new window)

The company already concluded Phase I of the project, which involved completing the concept design for the PNT beacons. The bulk of the engineering challenge will come in Phase II, when Masten will develop the PNT beacons. They must be able to withstand harsh lunar conditions, so Masten is partnering with defense and technology company Leidos to build shock-proof beacon enclosures. The aim is to complete the second phase in 2023.

“By establishing a shared navigation network on the moon, we can lower spacecraft costs by millions of dollars, increase payload capacity and improve landing accuracy near the most resource-rich sites on the moon,” Kuhns said.

（文：Aria Alamalhodaei、翻訳：Hirokazu Kusakabe）

月 - Wikipedia

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JAXA｜もっと知りたい！ 「月」ってナンだ!?

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月食、月面地図、各月齢の姿等、国立天文台が撮影した月の画像や動画を掲載しています。

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月の名称 - いろいろな月（朔・三日月・上弦・下弦・十三夜・望・満月・望月・十五夜・十六夜・立待月・居待月・寝待月・更待月・有明月など）〔国立天文台〕

月 (暦) - Wikipedia

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