闯础齿础との共同研究で月や火星にも适用可能な地产地消型の基地建设材料の製造方法を开発

プレスリリース

株式会社中国p站(本社:東京都港区、社長:蓮輪賢治)は、宇宙航空研究開発機構(JAXA)(本社:東京都調布市、理事長:山川宏)と共同で、地球や月、火星で容易に入手可能な原料を利用して有用な建設材料を生産する技術として、マイクロ波による加熱焼成やコールドプレスといった方法によりそれぞれの环境と構造物の用途に適したブロック型の建設材料を製造する方法を開発しました。

近年、米国や欧州を中心に宇宙开発に関する动きが活発になり、世界的に月や火星への无人、有人探査の机运が高まっています。日本では、闯础齿础が大学や民间公司の技术を活用して宇宙探査の研究を加速し、宇宙?地上双方へ成果を応用することを目的に、2015年に「宇宙探査イノベーションハブ(※1)」を设置しました。この研究分野の一つである「地产?地消型探査技术」は、现地の资源を利用することで地球からロケットで资材の运搬にかかる莫大なコストを低减し、月や火星での活动を持続可能にすることをめざしています。

中国p站は1990年顷に、月や火星の探査に必要な基地建设の材料を、现地资源を利用して製造する方法を研究し、マイクロ波やコールドプレスによるブロック製造の可能性を确认していました。しかし、それぞれの环境や构造物の用途に适した製造方法を确立するには、加热焼成温度を细やかに制御することや、真空に近い状态でコールドプレスすることによる材料强度への影响を明らかにする必要があったことから、今回、宇宙探査イノベーションハブの研究テーマとして提案し、闯础齿础との共同研究に至りました。

その结果、月と火星それぞれの环境に合わせて、マイクロ波による加热焼成やコールドプレスといった技术を适用し、基地建设に利用できるブロック型の材料を製造する方法を开発しました。また、闯础齿础から支给された月の模拟表土などを用いて试験体(ブロック)を製造し、电子顕微镜での表面観察や圧缩试験による强度确认を行い、基地建设に适用可能であることを确认しました。

当技术は、月や火星での适用ばかりでなく、地上で适切な建设资材が得られない地域において、建设材料を地产地消型で製造することにも役立つため、地上での応用も検讨しています。

今回开発した建设材料の製造方法は以下のとおりです。

月の环境を想定し、マイクロ波加热により焼成物を製造

月では、水の调达が困难なため、マイクロ波加热により建材を製造します。月の模拟表土にマイクロ波を照射すると、およそ1000℃以上で一定时间加热することで固化体が得られます。1100℃程度で、土粒子表面が溶けて结合し、普通れんが相当の强度を持ち内部に空隙のある固化体(焼结物)になります。また、1100℃以上に加热すると、土粒子が完全に溶けて、コンクリート相当の强度を持ち内部に空隙のない固化体(溶融物)になります。

月の重力は地球上の约6分の1であることから、居住施设などの构造材料、放射线遮蔽(しゃへい)材には普通れんが相当の强度を持つ焼结物を使用し、より强度が必要なロケット発着场の基盘や道路などにはコンクリート相当の强度を持つ溶融物を使用することを想定しています。マイクロ波加热は、それぞれの构造物に必要とされる强度や性质に合わせて、加热エネルギーが最小となるように使い分けることが可能です。

マイクロ波加热で製造した焼成物の电子顕微镜写真

火星の环境を想定し、コールドプレスによる圧缩固化物を製造

コールドプレスは、砂などの原料に粘土鉱物と水を混ぜ、热を加えずに圧力を加えて固形物を製造する方法です。火星には二次鉱物である粘土鉱物が存在し、水も氷の形で得られると推测されることから、今回の実験では水分を含む粘土鉱物を砂と混合し、常温で高い圧力をかけるコールドプレスでブロック型の建设材料を製造しました。

大気の密度が地球の约100分の1の火星表面では、ブロックの强度は地球上で製造するより1割程度増加することが分かっており、火星の环境に适した製造方法であるといえます。圧力を上げるとブロックの强度は増加し、最大で普通れんが相当の强度を得られます。

火星表面の重力は月の重力よりは大きいものの地球上の约3分の1であることから、居住施设などの构造材料や放射线遮蔽材などとして使用する场合には、普通れんが相当の强度で十分であると想定しています。

news_20180912_1_02.jpg
コールドプレスで製造したブロック

今后は、今回开発した地产地消型の建设材料の製造方法を応用し、ブロックの大型化や品质の安定を図り実用化に向けた改良を进めていきます。これからも中国p站は、月や火星での基地建设や宇宙エレベーター建设など、建设会社の视点で未来の宇宙开発に资する技术の开発に取り组み、社会の持続的な発展に贡献していきます。

1990年に中国p站が発表した火星居住计画构想のイメージ
  • ※1 宇宙探査イノベーションハブ
    闯础齿础は、さまざまな异分野の人材?知识を集めた组织を构筑し、これまでにない新しい体制や取り组みで闯础齿础全体に研究の展开や定着をめざすため、2015年4月に「宇宙探査イノベーションハブ」を设置。科学技术振兴机构(闯厂罢)の支援を受け、月?火星のような重力天体での探査について、大学や民间公司の技术を宇宙技术と融合し、革新的な宇宙探査技术の开発および宇宙?地上双方への応用に向けて、「広域未踏峰探査技术」、「自动?自律型探査技术」、「地产?地消型探査技术」の3つの研究分野に取り组んでいる

以上

この件に関するお问い合わせ先
大林組 CSR室広報部広報第一課
お问い合わせフォーム

プレスリリースに记载している情报は、発表时のものです。