2023.04.27

プロジェクトリレートーク

日本の月面探査に灯りを！変形型月面ロボットで挑むLAMPEミッション

LAMPEミッションチーム
神吉誠志、河合優太、澤田弘崇、平野大地、須藤真琢、稲澤真里子

民間企業である株式会社ispaceが開発した月着陸船が、まもなく着陸しようとしています。その月着陸機会を活用して、JAXA初となる月面データを取得しようとしているのが「民間企業の月着陸ミッションを活用した月面でのデータ取得（Lunar surface data Acquisition Mission for Pressurized rover Exploration: LAMPE」ミッションです。このミッションでは、JAXAと株式会社タカラトミー、ソニーグループ株式会社、および同志社大学が共同開発した、変形型月面ロボットを使用します。このロボットは、月面を走行しながら、月面の画像などのデータを取得する予定で、これは将来の有人与圧ローバの研究開発等に必要なデータとなります。そこで、ミッション名は「将来の月探査ミッションに灯りをともす」という想いを込めてLAMPE（ランプ）と名付けられています。

ミッションの詳細や開発への想い、月着陸に向けての運用訓練などについて、チームメンバーにざっくばらんに語り合ってもらいました。

前回の宇宙飛行士健康管理グループについての記事はコチラ

星空や宇宙ロボットに魅せられて

Q: 自己紹介をおねがいします。JAXAに入社したきっかけも教えてください。

小さい頃に、毛利衛さんが初めて宇宙に行ったり、ハレー彗星が来たり、宇宙イベントが沢山あって宇宙好きになりました。NASDA（現JAXA）入社後は、人工衛星の開発や「きぼう」日本実験棟のフライトディレクタなどを担当してきました。今はLAMPEミッションのプロジェクトマネージャをしています。

私は長野出身で、自然に囲まれた環境で育ったこともあり、自然科学全般が好きな子どもでした。JAXA入社後は、宇宙ロボットや深宇宙探査の研究開発、はやぶさ２のプロジェクトにも携わってきました。このLAMPEミッションは、火星衛星探査計画（MMX）と併任で担当しています。

小さい頃は宇宙というよりは、サッカーに夢中でした。チームで目標を立てて何かをするのが好きで、それが今の仕事につながっています。JAXA入社後は、「きぼう」日本実験棟のロボットアームの動力学解析や、有人与圧ローバの検討に携わっています。このミッションでは、全体の取りまとめを担当しています。

私は仙台市出身で、自然豊かで星が綺麗な場所で育ったこともあり、空を見上げるのが好きな子どもでした。JAXAに入社後は、月面ローバや月面基地を作るための建設機械の遠隔操作に関する研究などを行ってきて、月にずっと縁がありますね。今回、ついにLAMPEミッションで月面に降りる機会が得られたなと、熱く取り組んでいます。このミッションでは、ロボットの機体開発や月面における挙動解析等を担当しています。

私も澤田さんと同じく長野県出身です。綺麗な星空を眺めていているうちに、宇宙に憧れるようになりました。子どもの頃は新幹線、飛行機、ロケットなど、とにかく速く動くものが好きで、大学では航空宇宙工学を専攻しました。JAXA入社後は研究開発部門でInt-Ball２の設計や、デブリ除去の研究など、ロボットに関わることを広くやっています。このミッションではロボットの宇宙仕様化や運用を担当しています。

父の影響を受けてテレビでロボコンをよく見ていて、ロボットを作ることに興味を持ちました。そして、たまたまテレビでNASAの火星探査車「オポチュニティ」や「キュリオシティ」を見る機会があって、こんなロボットを作ってみたい！と宇宙ロボットにとても興味を持ちました。今、JAXA入社3年目になります。このミッションでは、ソフトウェア開発や運用に携わっています。

日本の月面探査に最初の明かりを灯すミッション

Q: LAMPEミッションとは、どのようなものになりますか。

JAXAでは有人与圧ローバという、宇宙飛行士が、Tシャツやポロシャツのような日常服で居住可能な機能と空間を備え、月面で長距離を探査できる乗り物の研究開発を進めています。
その設計をより高精度に行うためには月面のデータが必要なのですが、JAXAは、まだ月に着陸してデータを取得したことがありません。そのため今回、民間企業の月着陸船搭載ペイロードとして月に向かう小型の変形型月面ロボットで、月面データを取得しようというのがLAMPEミッションです。ちなみに、このLAMPEという名前は、稲澤さんが考えてくれたんですよ。

私がチームに加わったとき、ちょうど良いミッション名はないかと、皆さんで悩みながら考えていた時だったんです。実は、私が初めてチームのチャットに入り、ドキドキしながら初メッセージを送ったのが「ミッション名ですが、LAMPEはどうですか？」だったんです。それを先輩方が気に入ってくださって。笑

LAMPEという言葉には、特別な意味があるんです。今回のプロジェクトは、JAXAが初めて月面でデータを取得する機会になるので、有人与圧ローバ開発や月面基地建設などにつながる最初の灯りをともすという意味が込められています。

皆、この名前を気に入っていますよね。これまで宇宙産業に殆ど関わられたことがない民間企業さんと共同で開発しているというところも新しく、まさに最初の灯りをともすという意味がピッタリのミッションですよね。

このミッションの目的は、大きく３つあります。まず1つは、月着陸船に取り付けられた放出機構と呼ばれる箱から、ロボットを月面放出し、月面でのロボットの走行挙動などにレゴリス(月の砂)が与える影響を調べること。ロボットは丸いボールのような状態で放出されて、その後、展開して、月面を走行できるようになります。2つ目は、ロボットのカメラで月面の画像データを取得すること。3つ目は、レゴリスの付着の影響を調べることです。

NASAのアポロ計画等の報告から、レゴリスが太陽電池パネルに付着し、発電効率が低下するという懸念があると言われています。そのため、今回、ロボットの車輪の内側等にレゴリス付着防止コーティングを施して、それが役立つか確認する目的もあります。

実は、このロボットは、宇宙探査イノベーションハブの公募に応募してくださったタカラトミーさんと共同研究し、小型月着陸実証機「SLIM」に乗せるために開発を進めていたものでした。ロボットの小型・軽量であるという特徴を活かし、JAXAとしてより多くの機会で月面でのデータ取得を行いたいと考え、ispace社の月着陸船にも搭載いただくこととなりました。

Q: 民間企業さんとの共同開発が新しいということでしたが、開発はどのように進めましたか？

設計はタカラトミーさんがやってくださいますが、それを宇宙に持っていくためには、例えば材料であったり、試験を何度もしたりと、気にしなければならない所が沢山あります。その宇宙仕様化をチームに平野さんが来てから本格的にやってくれて、まずエンジニアリングモデル（データ取得用モデル）を作り始めました。

最初、提案で出していただいたモデルから、今のロボットの形はすごく変わったと思います。元々丸くはあったのですが、タカラトミーさんが出してくださったものから、SLIMに載せるために、サイズも重さも下げて、小型化する必要がありました。
でも小型化すると、走行が難しくなってしまうので、小型化したうえで、前進したり旋回したりできるように改良を重ねました。最終的に直径約８cmの野球ボールほどの大きさになっています。タカラトミーさんと本当に何度も試作を繰り返して、今の形になりました。

大きさは野球ボールぐらい。でも、立派な宇宙機

Q: ロボットの開発はスムーズにいきましたか？苦労されたところや、やりがいを感じるところを教えてください。

宇宙に行くロボットなので、ロケット打上げ時の振動に耐えられるかを確認する振動試験や、熱真空試験も必要です。表面処理などの対応もあって、試験をする度にロボットが更新されています。なので、苦労はすごくありましたね。

このロボットは小さいですが、立派な宇宙機でもあるんです。なので、大きい宇宙機と求められる機能は全て同じで、かつ月面を走る機能も必要になります。
タカラトミーさんの小型化・軽量化のノウハウをこのロボットの形状に活用させてもらいつつ、宇宙で使えるものに作り上げる上で、JAXAの知見が活かされています。

地上と月の違いで、最も考慮しなければいけないのは、材料だと思います。例えば、このロボットはポリイミドという素材を使っていますが、これは耐熱性・耐放射線性が非常に高い性質を持っています。このように、宇宙で使うロボットの部品には、地上用とは違う材料を使う必要があるんです。月面の温度はおよそマイナス170度から120度まで変わりますから、温度が低くても熱くても動くようにするなどの対応が必要になります。

今回の着陸予定日時を考えると、ミッションは明け方になるので、そこまでの温度変化はないと思いますが、それでも、その温度帯に対応できる機体を用意しなければならないんですよね。

企業さんに宇宙機開発特有のノウハウを、なぜそれが必要かというところから説明する必要がありました。企業さんが普段使わない材料やコーティングを使用する必要もあります。そのためのやり方をお伝えしたり、専門の業者さんを紹介するなどが必要でした。そこはJAXA側も民間企業さん側も双方に大変だったかと思います。

このロボットは、放出機構と呼ばれる四角い箱型の機器に格納された状態で、月着陸船に搭載されています。月面に着陸し一定時間が経過した後に、放出機構のフタを開け、バネの力で月面にロボットを放出します。放出機構はロボットおよび月着陸船とそれぞれ通信する機能も有しており、ロボットから転送された画像等のデータを月着陸船に送ることができます。その後、月着陸船が地上にデータを送るという仕組みになっています。この機能を実現するために、月着陸船担当者と、たくさんのインターフェース調整が必要でした

私はソフトウェアの開発から携わっているので、ロボットがどのタイミングで撮影するか、どう動くかなどをメインで考えました。最初の年は、砂を敷いて月面を模擬した環境を作っている宇宙探査フィールドに通いつめていましたね。実際に月着陸船の模型を砂の上に置いて、その周りを想定通りに動いているかを検証するために、フィールドに何度も足を運ぶ必要がありました。

あらゆる不具合を想定した訓練

Q: ランダーが月に着陸する日が迫ってきていますが、変形型月面ロボットを動かす訓練はどのようにされていますか。

運用訓練や手順の検証は、ほぼ毎週のように宇宙探査フィールドでやっています。このフィールドは、遮光してストロボで太陽光を模擬することで、月面と同じような環境を生み出すことができるんです。そこでロボットを動作させて訓練します。

このロボットには太陽電池パネルがついておらず、1次バッテリー（使い切りタイプの電池）で動作します。また、月面がだんだん熱くなってくると、動かなくなることも考慮して、迅速にデータ取得を遂行する必要があります。そのため、どんな不具合が起きても必要なデータを運用時間内に取得できるよう、意図的に不具合を仕込んで訓練しています。

河合さんが、内緒で不具合を作るので、他のメンバーは不具合の内容を知らない状況で訓練します。先日は、ちょっと面白いことがあって。その日も訓練していて、何回か不具合が起きました。その途中、河合さんが「別件のため少し席を外します。」と訓練を中断して、部屋を出て行ったんですけど、なかなか戻って来なかったんです。これは、もしかして河合さん不在でも運用を進めるという、ある種の訓練なのかな？と皆で迷ったのですが、それは訓練ではなく、本当に用事の都合で戻るのが遅くなっただけ、という勘違いもありましたよね。笑

ありましたね。笑

この運用時間が数時間しかないというのは、通常の宇宙機にはない制約です。通常は、何かが壊れても予備の機器に切り替えられます。このロボットは予備機器が少なく運用時間も短いのにやるべきミッションはたくさんあるんです。
時間が短いということは、何か不具合があったら、すぐ判断して対処しなくてはいけないということなので、あらゆる不具合を想定して対処方法を手順書等に記載し、何度もシミュレーションして訓練しました。もしカメラが動きません、となったら、このコマンドを打ちましょう、とか。ここはスキップして、次に進めましょうとか。

そこが大きな衛星や宇宙機のミッションとは全くちがって、小さいロボットだからこその難しいところかもしれませんよね。

Q: プロジェクトを進める中で、意思疎通で工夫されている点があれば教えてください。

チームと言えば、このお揃いのジャケットも作りましたよね。

ジャケットの背中の月の横をウサギが跳んでいるデザインは、「私たちは月を探査するんだ」とう気持ちを込めて、平野さんと神吉さん合作のデザインですよね。

平野さんがパワポでデザインを作ってくれて、僕がイラストレーターで仕上げましたね。ちょうど、その頃は手順書を作ったり、訓練をしたり、毎日かなり詰めてやっていた時期でした。大変な時期だったんですけど、デザインを考えることで、これを着てみんなで運用するんだ！と少し気分が上がったんじゃないかなと。

このLAMPEミッションのロゴマークの形も、このロボットが閉じてまるくなった時にできる六角形の形になっているんですよ。

身近な親しみやすいロボットで、想いをつなぐ

Q: 今後の目標について教えてください。

今回、ほんとうに若い人だけでこのミッションを進めてくれて、私はたまに口出しするだけだったので、申し訳なく思ってるんです。でも僕が、はやぶさ２の時に手作りの部品を作ったように、こういう面白いことをやれるということを、若い人にうまく引き継げたかな、というふうにも感じています。

受け継ぐという意味では、このロボットをモデルにした実物大のおもちゃが発売されるんです。これまで実物大の宇宙機を自分で操作できることって、あまり無かったと思います。このミッションで、子ども達の世代が宇宙探査や宇宙開発に興味を持つきっかけになったらいいなと願っています。

JAXAがまとめた国際宇宙探査シナリオ(案)PDFでは、このLAMPEは、表面移動技術・作業技術ロードマップで最初に位置づけられている、重要なミッションです。月面での走行や作業のためには、まだわかっていないことがたくさんあるので、そのためのデータを取得するという大事な役目があると思います。今回、取得するデータを、うまく今後の有人与圧ローバや月面基地建設などのミッションにつなげていきたいです。

まずは、このロボットの運用で、今後の月面探査に必要なデータをしっかりと取りきりたいです。また個人としては、JAXAに入社する時に、せっかくやるからには千年残るプロジェクト、千年先の人たちがこのプロジェクトすごかったと思ってくれるようなプロジェクトに携わりたいという想いがありました。その一つが持続可能な月面社会を構築することだと考えていて、このミッションはその夢につながる第一歩になると思うので、しっかり貢献していきたいです。

このロボットのいい所は、すごく身近に感じる所だと思います。中学生の頃、はやぶさがサンプルを持ち帰ったのをテレビで見ていたわけなんですけど。すごいなと思いつつ、どこか遠い世界、という感じがしていました。でも、このロボットはおもちゃになるということもありますし、小さいサイズで、すごく可愛らしい動きをするんですよね。ロボットが撮影した写真や、宇宙探査フィールドで走る動画をみて、色んな方に宇宙って楽しそうだな、と思ってもらうきっかけが作れたらと思います。

このミッションは、色んな意味で、日本初だと思っています。ロボットを運んでくれるのが民間企業さんですし、今まで宇宙開発に関わった事のないメーカーさんが開発に関わってくれているのも新しい。JAXAの若い人たちだけで、頑張って試験や運用をやってくれているというのも新しいことです。今まで主にJAXAや宇宙関連企業がやってきた宇宙開発を、すごく身近な存在にしてくれるミッションだと思います。非常に小さいロボットで、運用時間も短いミッションではありますが、そこで小さい灯りを照らして、JAXAだけでなく他の民間企業さんも含めて色んな人が月にいく、その第一歩を踏み出したいですね。色んな人が宇宙を身近に感じて、次に続いてくれるのを楽しみにしています。

Q: 次回のリレートークは、「きぼう」日本実験棟の利用に関わるチームにお願いする予定です。メッセージをお願いできますか。

今回のミッションが様々な業種の民間企業さんと一緒に進めていて、関わる人を増やしているのと同じように、宇宙利用も、今まで以上に多様なユーザに広げていくことでたくさんの可能性が広がっていると思います。一緒に盛り上げていきましょう。