月の氷でロケットを飛ばせ！前例なき「月面推薬生成プラント」に挑む【連載】月へ挑む、宇宙エンジニアたち (第11回)

海外でエネルギーや産業インフラ向けのプラント建設事業を手掛ける日揮グローバルの中で、宇宙領域に特化した「宇宙エンジニア™」皆さんご寄稿のもと、日本が宇宙領域において抱えている課題や挑戦を発信する当連載。

今回は、月面での持続的な有人活動を支える「月面推薬生成プラント」に注目します。

月に存在する「氷」から水を取り出し、ロケット推薬や生活資源として活用するこのプラント。地球からの輸送負担を減らす鍵として注目されています。

プラント設計を担うプロセスエンジニアとエンジニアリングマネージャーの仕事を起点に、月面という特別な環境をどう設計へ落とし込むのか。構想の国際的な位置づけとともに、前例のない開発に挑む宇宙エンジニアの取り組みを紹介します。（リード＝SpaceStep編集部、本文＝日揮グローバル 田中秀林さん）

プラントの流れを描く、設計の役割

本題に先立ち、筆者の役割であるプロセスリード（プロセスエンジニア）とエンジニアリングマネージャーの仕事を紹介します。

●プロセスエンジニア

プラントの"設計図のおおもと"を描く仕事です。原料となる資源を、どのような温度や圧力で反応させ、どの装置で不純物を取り除き、どう冷却して液体にするのか。

化学・物理・熱力学の知識を駆使しながら、安全で効率的な"流れ（プロセス）"を組み立てていきます。プラントの性能を決める最上流の設計（基本設計）と言えます。下流の詳細設計では、配管・機械・電気・土木など多分野のエンジニアが、プロセス設計の内容をもとに機械装置・構造体の設計を進めていきます。

●エンジニアリングマネージャー

基本設計から詳細設計に携わるすべてのエンジニアを束ねる調整役です。品質・コスト・スケジュール・安全を見渡し、顧客や協力会社との調整も担う、設計の「司令塔」と言える存在です。

月の「氷」から燃料を生み出す。インフラの全貌

1.6億円の輸送コスト壁を打破せよ

2026年4月10日、4人の宇宙飛行士が月を周回して地球へ帰還し、米国アルテミス計画が大きく前進しました。アルテミス計画はアポロ計画とは異なり、「月に行くこと」ではなく「月で持続的に活動し、火星探査に向けた前準備をすること」を目標としています。しかし月面への物資輸送コストは1kgあたり約100万USドル（約1.6億円）とも言われており、月面開発における大きなボトルネックとなっています。

月面での持続的な有人活動を実現するには、輸送物資の削減が重要です。その代表的な解決手段が、ISRU（In-Situ Resource Utilization＝現地資源の利活用）です。月面で利用できる資源の代表例は月の砂（主に酸化金属）と氷であり、この氷を活用するのが月面推薬生成プラントです。端的に言えば、「プラント設備（電源含む）の重さ ＜ 生産する水・酸素・水素の重さ」となれば、輸送コストの削減につながります。また、このプラントがあれば地球からの補給が途絶えた場合でも宇宙飛行士の命を支えることができるなど、経済性だけでは測れない価値もあります。

この構想は、ISECG（国際宇宙探査協働グループ。JAXAやNASAなど27か国の宇宙機関で構成）が策定するGER（The Global Exploration Roadmap）、JAXAが発行した「日本の国際宇宙探査シナリオ案2025」、内閣府が発表した「宇宙技術戦略」においても言及されています。