宇宙
合成地衣類が自己成長型火星基地を構築する方法
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火星の砂塵を使った建設
過去10年間にSpaceX (SPCX ) をはじめとする民間宇宙企業が飛躍的な進歩を遂げたことで、多くの宇宙プロジェクトは、SFの世界から私たちが生きている間に実現し得るものへと変わりました。
その一つが、月と火星に恒久的な有人基地を建設することです。軌道や深宇宙へ到達する費用が10分の1に下がったため、これまでの多くの構想が現実的なものになっています。
最初の基地モジュールは、ある程度まで南極基地に似たものになるでしょう。現地に運び込む多数のプレハブ設備や、空になったロケットのタンクなどを再利用した資材、あるいは掘削したトンネルが使われると考えられます。
長期的には、最初の宇宙飛行士10人という規模を超え、より大きな施設を建設するために別の資材が必要になります。施設の大半を地下に設けるとしても、地表には多くの建物が必要です。
理想的には、建設資材の99%を現地資源で賄い、複雑な機械や電子機器、希少金属だけを地球から運びます。
現地の砂塵、砂、岩石を建材として使い、より広く放射線を防ぎやすい居住空間を造るという案があります。ネブラスカ大学リンカーン校とテキサスA&M大学の研究者は、火星の砂塵と微生物を混ぜ、現地の鉱物を接着して利用可能な構造物にする生体材料の作製法を見いだした可能性があります。
研究成果はJournal of Manufacturing Science and Engineering1に、「火星建設用の人工生体材料のバイオ製造：合成コミュニティの設計」という題名で掲載されました。
火星で建設するには
火星で何かを建設する際の要件は、実に厳しいものです。
- 微小隕石の衝突に耐えられる頑丈な構造。
- 大気圧が極めて低い環境でも、呼吸可能な空気を内部に保ち、非常に細かな砂塵を遮断する気密性の高い壁と接合部。
- 十分な断熱性。火星の平均気温はマイナス65°C（マイナス85°F）で、冬季、夜間、極域ではさらに低下します。
- 耐久性。建設作業には多額の費用がかかり、いずれかの箇所が故障すれば居住施設を放棄せざるを得ないためです。
火星だけでなく地球でも、建物全体を3Dプリント（付加製造）することが選択肢となります。しかし、水の不足、人手の必要性、火星の不確かな環境を考えると、少なくとも現時点で理解されている手法のままで機能するかは判断できません。
「3Dプリントを使えば、建物、住宅、家具など、幅広い構造物を製造できます。
マグネシウム系、硫黄系、ジオポリマー生成などの方法で、火星のレゴリス粒子を結合できます。しかし、どの方法も人間による相当な支援を必要とするため、明らかに人手が不足する火星では実行できません」
地衣類を火星の建材として利用する
地球上の地衣類は最も強靭な生物の一つです。空気中のわずかな水分と、漂う砂塵に含まれる少量の栄養分だけで生きられるため、砂漠や山頂などの極めて過酷な環境でも生存できます。
地衣類は放射線にも非常に強く、乾燥にも耐えます。そのため、火星、あるいは少なくともある程度テラフォーミングされた火星で最初に生き残れる可能性が高い生物です。
地衣類がこの能力を発揮できるのは、菌類の強靭さと、藻類が太陽光から食物とエネルギーを作り出す能力を組み合わせ、一つの共生生物を形成しているためです。
出典: Ecobiohub
理想的とは言えない環境でも成長できるため、地衣類は火星でさまざまな生体材料を作る際に模倣する優れたモデルにもなります。
この構想はすでに検討されています。細菌によるバイオミネラリゼーションで砂粒を結合して石材を作る方法、尿素分解細菌に炭酸カルシウムの生成を促してレンガを作る方法、菌糸体を接着剤として使うNASAの研究などがあります。
ただし、これらの実験はいずれも単一の種または菌株に限られていました。その生存には栄養を継続的に供給する必要があり、外部からの介入が欠かせません。ここでも、火星での人手不足が課題になります。
合成地衣類が火星建設を可能にする仕組み
テキサスとネブラスカの研究者は、将来の実用化には、はるかに自律的に活動する微生物が必要だと考えました。
そこで、地衣類の藻類と菌類のように、互いを補完する複数の生物を組み合わせました。
「天然の地衣類を模倣すれば、合成コミュニティを構築できます。私たちは、火星のレゴリス粒子を接着して構造物にする生体材料を作る合成地衣類の構築法を開発しました」
ただし、この合成地衣類では藻類細胞の代わりにシアノバクテリア細胞（赤色の蛍光細胞）を使います。この光合成細菌はさらに強靭で、外部からの供給物にあまり依存しないためです。
出典: Phys.org
糸状菌は顕微鏡サイズの結合材を作り、大量の生体鉱物を接着して、そこから建材を成長させる核を形成します。
シアノバクテリアは糖、酸素、エネルギーを作って菌類に与え、その一方で菌類に守られます。
それだけではありません。火星の土壌には、熱、酸素、呼吸可能な空気に加えて、タンパク質、DNA、RNAなどの生体分子に不可欠な窒素（硝酸塩とアンモニア）もほとんどありません。このシアノバクテリアは、大気中の窒素を生物が利用できる形に固定することもできます。
研究者は、火星のレゴリス模擬物、空気、光、水のような無機液体培地だけで、このシステムが成長することを実証しました。つまり、人手は不要で、火星の至る所にある基本的な物質だけで済みます。
「この自己成長技術は、長期的な地球外探査と植民を可能にする大きな可能性を秘めています」
火星居住施設に向けた合成地衣類の将来
次の段階では、この人工地衣類を使ってレゴリスインク（火星表面の物質で作る3Dプリント用インク）を作り、ダイレクト・インク・ライティングという3Dプリント技術で生体構造物を造ります。
レゴリスインクの構想が3Dプリンターで機能することを確認した後は、火星居住施設に必要な建築用3Dプリンターを設計するため、より大規模な試作機も必要になります。
このシステムは、砂塵と岩石、太陽光、火星の大気、少量の水だけを使って建材を自ら成長させるため、宇宙飛行士が着陸する前にレゴリスインクを大量生産できます。さらに、遠隔操作ロボットで3Dプリントを行い、最初の避難施設を事前に建設することも可能です。
いずれにしても、こうした火星ミッションには赤い惑星へ到達するための打ち上げ機が必要であり、複数の企業が新しい再使用型ロケットの開発を主導しています。
航空宇宙分野への投資
Rocket Lab
RKLB 価格チャート
Rocket Lab (RKLB ) は、再使用型ロケット市場で最も有力な企業の一つです。同社は当初、小型ロケットのElectron打ち上げシステム（ペイロード320kg）に注力し、これを段階的に部分再使用型ロケットへと移行しています。これまでにElectronは44回の打ち上げで177基の衛星を配備しました。
Rocket Labは今後、Falcon 9に相当する中型の再使用型ロケットNeutronの開発を目指しています（完全再使用モードで低軌道（LEO）へ8,000kg、火星または金星へ1,500kg）。Neutronには、Starshipと同様にメタンを燃料とするロケットエンジンが搭載されます。これは次世代ロケットの主流になりつつある方式です。
出典: Rocket Lab
同社は衛星の製造工程を完全に垂直統合しており、コストと設計期間を最適化できる点が際立っています。
これにより、NASAや米国政府から、5億1,500万ドルの軍事衛星契約や、Globalstar向けの1億4,300万ドルの民間契約など、複数の契約を獲得しました。
Rocket Labは、2022年のSolAero Technologies買収後、衛星用ソーラーパネルの大手メーカーにもなりました。同社のパネルは1,000基以上の衛星に電力を供給し、太陽電池の累計生産量は4MWに達しています。
出典: Rocket Lab
現在、同社の打ち上げシステムは外部供給企業に依存していますが、一連の戦略的買収によって状況は変わる見込みです。衛星の設計と製造ですでに実現した垂直統合を、打ち上げシステムでも再現しようとしています。
同社は、継続的な収益を生み出すLEO通信衛星コンステレーションの可能性も検討しています。また、Varda Space Industriesとの宇宙空間製造や、軌道上デブリの点検に関する研究にも貢献しています。
SpaceXがElon Muskの経営手腕を生かして技術をゼロから開発したのに対し、Rocket Labは研究開発と買収を組み合わせ、必要な技術を垂直統合しました。この手法は衛星製造で大きな成果を上げており、現在は再使用型ロケットでも同じ戦略を展開しようとしています。
衛星製造からの既存のキャッシュフローとElectronの成功を考えると、Rocket LabはSpaceXの先行優位に追いつく有力候補です。
同社への投資に関心がある方は、お住まいの地域の主要な株式ブローカー（例：米国、英国、カナダ、オーストラリア）をご確認ください。また、おすすめ投資アプリ10選の記事や、Rocket Labの詳しいレポートもご覧ください。
Rocket Lab（RKLB）の最新株式ニュースと動向
参照研究:
1. Nisha Rokaya, Erin C. Carr, Richard A. Wilson, Congrui Jin. Bio-Manufacturing of Engineered Living Materials for Martian Construction: Design of the Synthetic Community. J. Manuf. Sci. Eng. Aug 2025, 147(8): 081008 (10 pages). https://doi.org/10.1115/1.4068792
