NASAの新しいAI宇宙チップが深宇宙ミッションを変革する可能性

人間は本質的に好奇心が旺盛で、その好奇心が私たちを宇宙へ、そしてその先へと導いてきました。日々、人類は新たな発見をし、先進技術を発明し、遠く離れた宇宙領域の探査を可能にしています。

しかし、ミッションが地球から月や火星、さらには宇宙のより遠く深部へと進むにつれ、より大きなロケットや長期ミッションだけでは不十分です。必要なのは、常に人間が監視する依存を減らす、より賢い技術です。これはますます実用的でなくなっています。

広大な距離、過酷な環境、そして通信遅延が、NASAのような機関にリアルタイムで意思決定できる自律システムの開発を促しています。

宇宙探査機がデータを地球に送信し、人間のエンジニアや科学者がそれを分析して指示を出すのではなく、現在は探査機自体がすべての作業を行うことに焦点が当てられています。

人工知能（AI）、放射線耐性コンピューティング、オンボード分析、エッジ処理の進歩により、自己判断できる宇宙船の開発が可能になっています。このような能力は次世代の宇宙探査にとって重要と見なされています。

NASAによれば、より高性能なプロセッサは自律宇宙船や他惑星へのミッションで宇宙飛行士を支援するために必要です。

これは、同機関のアルテミス計画が今後数年で人類を月に戻す準備を進めているため、特に重要です。すでに、NASAのアルテミスIIミッションは今年、有人月周回に成功しました。

「アルテミスIIは、単一のミッションを超える何か大きな始まりです。訪問だけでなく、最終的に月基地に滞在するための月への再訪を示し、次なる大きな飛躍の基盤を築きます。」

– NASA Administrator Jared Isaacman

同機関が月に到達するだけでなく、そこに人類を維持し、最終的には火星へと拡大できることを証明しようとする中で、コンピューティング需要は大幅に増大しています。

有人居住施設がリアルタイムで故障を検知し、ローバーが自律的に地形を走破し、ランダーが短時間で膨大なセンサーデータを処理できるように、現在宇宙で使用されているプロセッサよりもはるかに高性能で能力のあるプロセッサが必要です。

そしてそれこそが現在開発中です。NASAの新しい次世代宇宙チップは手のひらに収まるほど小型で、計算速度に革命をもたらしています。このハイパフォーマンス宇宙飛行コンピューティング（HPSC）イニシアチブは、宇宙船が深宇宙でより自律的に動作できるようにすることが期待されています。

NASAのHSPCイニシアチブ：未来の宇宙ミッションを再定義する

数十年にわたり、NASAは宇宙船搭載のコンピュータプロセッサを進化させてきました。これらのプロセッサは、ミッション成功に必要な機能を調整・実行する役割を担っています。

宇宙コンピューティングは、50年以上前に先駆的なアポロ誘導コンピュータ（AGC）が登場したことに始まります。AGCは月ミッションでナビゲーション、操縦、制御計算を実行しました。

しかし、地球の保護磁場の外へ出ると、放射線で満ちた宇宙に直面します。放射線は光線、電磁波、あるいは粒子として放出されるエネルギーです。宇宙の放射線は地上で経験するものとは異なり、銀河宇宙線、地球磁場に捕らえられた粒子、太陽フレア時に宇宙へ放出される粒子で構成されています。

宇宙放射線は人間の乗組員と機械装置の両方に悪影響を及ぼします。電子部品への長期的な損傷を引き起こすだけでなく、計算を妨げるエラーも誘発し、放射線耐性プロセッサの必要性が生まれます。これらは高価で開発に時間がかかります。

放射線耐性プロセッサはNASAの多くの偉業を支えてきましたが、現在使用されているものはほぼ30年前に開発されたもので、今日のより高度で複雑、長期にわたるミッションに必要な性能を欠いています。

さらに、地球軌道外のミッションでは、地球との通信に時間遅延が生じるため、オンボードのコンピューティング資源が必要です。この通信遅延により、宇宙活動は自律的かつリアルタイムでオンボードで実行される必要があり、AIや機械学習、先進的自律性、画像・信号処理、物体検出・分類、データフロー管理など多様な計算負荷を処理します。

これらの負荷を実現するためには、オンボードコンピューティング技術の進歩が必要です。その結果として開発されたのが新しいソリューション、ハイパフォーマンス宇宙飛行コンピューティング（HPSC）です。これは次世代のシステムオンチップで、現在の宇宙プロセッサの100倍以上の性能を持ちます。

「過去の宇宙プロセッサの遺産を踏まえ、この新しいマルチコアシステムはフォールトトレラントで柔軟性が高く、極めて高性能です」と、バージニア州ラングレー研究センターの宇宙技術ミッションディレクター局ゲームチェンジング開発（GCD）プログラムのプログラム要素マネージャー、ユージーン・シュワンベック氏は述べました。「NASAの宇宙飛行コンピューティングの進歩は、技術的成果と協力の勝利です。」

このイニシアチブの中心には、月や火星、さらなる深宇宙への長期ミッション向けに設計された放射線耐性プロセッサがあります。

それは宇宙の過酷な環境下でも動作し、リアルタイムで独立してタスクを完了できます。また、航空宇宙分野向けにカスタマイズされ、低軌道衛星（LEO）向けにフォールトトレラントとサイバーセキュリティを提供します。

新システムはコンピューティングとネットワーキングを一つのデバイスに統合し、コストと消費電力の両方を削減します。

高度なイーサネットを使用して複数のチップをグループ化したり、複数のセンサーを接続したりし、HPSCがオンボードで膨大なデータを処理し、画像のフィルタリングや高速ローバーの操縦などリアルタイムの自律的意思決定を可能にします。同時に、スケーラブルなアーキテクチャにより、未使用機能を電源オフにすることで重要な作業のエネルギー効率を最適化できます。

さらに、統合されたセキュリティコントローラとシステムヘルスの継続的モニタリングにより、複雑な操作の安全性と信頼性が確保されています。

HPSC技術は学術界と産業界のパートナーによる共同努力です。このプロジェクトはGCDプログラムが管理し、ジェット推進研究所（JPL）と共に、ミッション要件の策定、研究資金の提供、プロジェクトライフサイクルの管理を通じてイニシアチブを主導しています。

このプロジェクトのために、NASA JPLは2022年にMicrochip (MCHP ) を商業パートナーに選定し、同社はプロセッサの研究開発に自ら資金を投入しています。

「この最先端の宇宙飛行プロセッサは、将来の宇宙ミッションだけでなく、地球上の技術にも大きな影響を与えるでしょう」と、当時宇宙技術ミッションディレクター局の技術成熟ディレクターであるニキ・ウェルカイザー氏は述べました。「この取り組みは既存の宇宙船能力を拡大し、新たな能力を可能にし、最終的には事実上すべての将来の宇宙ミッションで使用され、より高度なフライトコンピューティングの恩恵を受けることになるでしょう。」

2024年にプロジェクトはクリティカルデザインレビュー（CDR）を通過しました。昨年、最終設計が製造に送られ、最初のHPSCプロセッサが成功裏に製造されました。

NASAの次世代宇宙チップが実地テストに突入

HSPCは、宇宙船の頭脳であり、今年正式にテストが行われ、初期結果は顕著な性能を示しています。

この宇宙コンピュータチップは手のひらに収まるほど小型でありながら、将来の宇宙船の知能と性能を劇的に向上させるよう設計されています。新しい放射線耐性プロセッサは、既存の宇宙飛行コンピュータの最大100倍の計算力を提供するよう構築されています。

JPLのエンジニアは、宇宙の過酷な環境をシミュレートするさまざまなテストを実施しています。

「放射線、熱、衝撃テストを実施し、さらに厳格な機能テストキャンペーンで性能を評価することで、これらの新チップを徹底的に試しています。」

– Jim Butler, HPSC project manager at JPL

宇宙飛行に適合するためには、プロセッサは打ち上げ時の振動、急激な温度変化、宇宙の真空、そして電子機器を損傷させる可能性のある強力な電磁放射に耐えなければなりません。

光速に近い速度で移動し、太陽や深宇宙で生成される亜原子粒子もエラーを引き起こし、宇宙船が一時的に非必須作業を停止させることがあります。システムは地上エンジニアが問題を解決するまで安全モードから抜け出しません。

さらに、NASAは危険な表面地形や極端な、あるいは大気がほとんどない環境など、惑星着陸の課題に対してプロセッサがどのように対処できるかをテストしています。

「実際の性能をシミュレートするために、通常は大量の着陸センサーデータを処理するために電力集約型ハードウェアが必要となる、実際のNASAミッションからの高忠実度着陸シナリオを使用しています」とバトラーは述べました。「これは、NASAの次なる大きな飛躍を可能にするハードウェアに取り組むエキサイティングな時期です。」

同機関は今年2月にJPLでチップのテストを開始し、最初のメールの件名は「Hello Universe」とし、コンピュータプログラミングの歴史へのオマージュとしました。この短いフレーズで、チームは技術が機能することを確認しました。

試験は数か月続く見込みですが、初期結果は非常に好意的です。

まず、NASAによればプロセッサは意図通りに動作しています。さらに、その性能は現在使用されているチップの約500倍に達しています。

このデバイスはシステムオンチップ（SoC）であり、コンピュータのすべての必須コンポーネントを単一のコンパクトユニットに統合した集積回路です。プロセッサはメモリ、中央処理装置（CPU）、入出力インターフェース、先進的なネットワーキングシステムを含みます。コンパクトでエネルギー効率が高く、スケールでコスト効果があるため、SoCはスマートフォン、車載システム、IoTで広く使用されています。

しかし、NASAが開発したバージョンは深宇宙で数年持続するよう設計されています。システムは地球から数百万、場合によっては数十億マイル離れた場所へと旅し、メンテナンスや修理なしで生き残らなければなりません。

JPLとMicrochip Technologyが共同で開発したこれらのチップは、すでに防衛および商業航空宇宙の早期アクセスパートナーと共有されています。

しかし、まだ宇宙用の認証は受けておらず、認可され次第、NASAはこのプロセッサを惑星ローバー、地球軌道衛星、深宇宙探査機など幅広いミッションに統合する予定です。

このチップは将来の自律宇宙船の重要な役割を果たすと期待されています。AIを搭載することで、宇宙船は予期せぬ状況にリアルタイムで対応でき、人間の制御が実用的でなくなるほどの広大な距離と通信遅延の中での必要性がなくなります。

この技術は、膨大な科学データの処理、保存、送信をより効率的にするのにも役立ちます。最終的には、NASAによれば、有人月・火星ミッションを支援する可能性もあります。

さらに、従来の宇宙専用チップとは異なり、この技術は地上でも利点があります。Microchipはこのチップを民生用電子機器、車載製造、航空分野、その他産業向けに適応する計画です。その潜在的な応用例として、医療機器、エネルギーグリッド、AI、ドローン、データ伝送、通信サービスが挙げられます。

地上産業向けのこの設計適応は、放射線耐性チップがその創造を促したミッションを超えて商業的な寿命を持つ可能性を示唆しています。

同機関によれば、地上と宇宙の両方で共通の技術基盤を使用することで、HPSCは国内産業能力を強化し、政府および商業ユーザーのコストとリスクを削減できるとしています。

深宇宙技術への投資：Microchip Technology（MCHP）

アリゾナ州拠点のMicrochip Technology Inc.は、現在テスト中のHPSCプロセッサ開発におけるNASAの商業パートナーとして、同分野で際立っています。

次世代の宇宙認定コンピュートプロセッサプラットフォームについて、コミュニケーション事業部の企業副社長であるババク・サミミ氏は当時、「包括的なイーサネットネットワーキング、先進的な人工知能/機械学習処理と接続サポートを提供し、前例のない性能向上、フォールトトレラント、低消費電力でのセキュリティアーキテクチャを実現する」と述べました。

同社は航空宇宙グレードの電子機器と組み込みシステムに強固な足跡を持ち、拡大する宇宙コンピューティング市場に戦略的に位置しています。また、これらの技術を自動車システム、ロボティクス、産業AIなどの広範な産業へ容易に適応できます。

Microchip Technologyは、スマートで接続された安全な組み込み制御ソリューションの提供者であり、コンシューマ、コンピューティング、通信、自動車、航空宇宙・防衛、産業市場の顧客にサービスを提供しています。

時価総額500億ドルのMicrochip Technology Incorporated（Nasdaq: MCHP）の株価は92.70ドルで取引されており、年初来で46.20％、過去1年で53.22％上昇しています。EPS（TTM）は0.21、P/E（TTM）は437.21です。配当利回りは1.97％です。

同社の回復する収益はMicrochipにとっても前向きな見通しを示しています。2026年3月31日で終了した四半期の純売上高は35.1％増の1.311億ドルで、前四半期比10.6％増、Microchipが提示したガイダンス（12.60億ドル）を上回りました。

これらの結果について、CEO兼社長のスティーブ・サンギは「期待を大幅に上回った」と述べました。前回のサイクルから得た重要な教訓は、在庫と運転資本の管理を徹底する重要性であり、同社はその方針で事業を運営しています。

GAAPベースでは、主要な半導体プロバイダーとして、売上総利益は61％、営業利益は2億1740万ドル、純利益は1億1640万ドル、1株当たり希薄化後EPSは0.21ドルと報告しました。Non-GAAPベースでは、売上総利益は61.6％、営業利益は4億90.9万ドル、純利益は3億27.3万ドル、希薄化後EPSは0.57ドルです。

「データセンターとAIアプリケーションにおいて、当社の高速接続性とコンピュートポートフォリオの幅と性能により、顧客エンゲージメントが強く、設計活動が拡大しています。」

– Rich Simoncic, Microchip’s COO

2026会計年度のMicrochipの純売上高は4.713億ドルで、前年度比7.1％増加しました。また、9億8400万ドルが配当として株主に還元されました。同社は通年でGAAPベースの売上総利益率が57.7％、Non-GAAPベースが58.5％で、EPSは0.22ドル、希薄化後1株当たり1.64ドルでした。

「当社は会計年度を強い勢いで終え、数四半期前の厳しい状況からの実質的な進展を示しています」とサンギは述べました。「需要状況が改善し、顧客在庫が正常化するにつれ、製品ライン全体で勢いが増し、受注と販売トレンドが改善し、迅速な活動が活発化し、9ポイントの回復計画に対する規律ある実行が意味のある営業レバレッジをもたらしています。」

同社が「季節的に強い」四半期に入るにあたり、6月四半期の純売上高は14億4200万ドルから14億6900万ドルの範囲になると予想しています。

最新のMicrochip Technology（MCHP）開発

結論

次世代宇宙プロセッサイニシアチブにより、JPLのエンジニアは深宇宙探査を推進する小型チップへの大きな飛躍を遂げました。宇宙船はもはや指示を待つ受動的な装置ではなく、観測・判断・応答が可能な能動的で知的な参加者となっています。

NASAの野望が拡大し、持続的な月面基地、有人火星ミッション、外側太陽系へ向かう深宇宙科学プラットフォームの計画が進む中、各宇宙船の中心にあるコンピューティングアーキテクチャが可能性を決定する要因となります。

前世代の500倍の性能を提供するプロセッサにより、同機関は既存ミッションを高速化するだけでなく、全く新しいタイプのミッションを実現可能にすることを目指しています。

まだ克服すべき制約があり、完全な宇宙飛行認証には時間がかかりますが、同機関とMicrochipは良い出発点を築き、宇宙船が地球から何百万マイル離れた場所で前例のない自立性を持って運用される未来を示しています。

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参考文献

^{1. Jet Propulsion Laboratory. (2026, May 12). Hello universe: NASAの次世代宇宙プロセッサがテストを受ける. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}