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、その好奇心こそが私たちを宇宙へ、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、先進的な技術を発明し、それにより遠く離れた宇宙領域を探査できるようになっています。

しかし、ミッションが地球から遠く離れ、月や火星へ、さらには宇宙のより遠く深部へと進むにつれ、より大型のロケットや長期間の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度を減らす、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、宇宙でリアルタイムに意思決定できる自律システムの開発を促しています。

宇宙の探査機がデータを地球に送り、人間のエンジニアや科学者がそれを解析して指示を出す従来の方式ではなく、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、探査機が自律的に考えることが可能になりつつあります。この能力は次世代の宇宙探査にとって重要とされています。

NASAによれば、より高度なプロセッサは自律探査機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ことから特に重要です。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ています。

“アルテミスIIは単一ミッションを超える何か大きな始まりです。それは月への再訪だけでなく、最終的に月基地に滞在し、次なる大きな飛躍への基盤を築くものです。”

– NASA管理官 Jared Isaacman

同機関が月に到達するだけでなく、そこに人類を長期滞在させ、最終的には火星へも拡大できることを証明しようとするにつれ、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のものです。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、深宇宙で探査機がはるかに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イニシアチブが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の調整と実行を担っています。

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）が登場したことから始まりました。これらは月ミッション中に航法、操縦、制御計算を実行していました。

しかし、地球の保護磁場の外へ出ると、放射線が満ちた宇宙に直面します。放射線は光線、電磁波、粒子として放出されるエネルギーです。宇宙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、太陽フレアで宇宙に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、計算を乱すエラーも誘発し、放射線耐性プロセッサの必要性が生じます。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、長期の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、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。この通信遅延は、宇宙活動を自律的かつリアルタイムで実行する必要性を生み、AIや機械学習、高度な自律性、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実行させます。

これらの負荷を可能にするには、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、新しいソリューションであるハイパフォーマンス宇宙飛行コンピューティング（HPSC）が開発されました。これは、現在の宇宙プロセッサの100倍以上の性能を持つ次世代システムオンチップです。

「過去の宇宙プロセッサの遺産を基に、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所にあるNASA宇宙技術ミッションディレクター局の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。

中心となるのは放射線耐性プロセッサで、月、火星、そしてそれ以降への深宇宙・長期ミッション向けに設計されています。

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、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するよう航空宇宙部門向けにカスタマイズされています。

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単一デバイスに統合し、コストと電力消費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チップをグループ化したり、複数センサーを接続したりでき、HPSCは膨大なデータをオンボードで処理し、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で自律的に意思決定できます。一方、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してエネルギー効率を最適化できます。

同時に、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技術は学術機関と産業パートナーの共同努力によるものです。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主導しています。

プロジェクトのために、NASA JPLはMicrochip(MCHP )を2022年に商業パートナーとして選定し、同社はプロセッサの研究開発に自社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や地上の技術に計り知れない影響を与えるでしょう」と、当時NASA宇宙技術ミッションディレクター局の技術成熟担当ディレクター、ニキ・ヴェルカイザー氏は述べました。「この取り組みは既存の探査機能力を拡大し、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利用され、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、すなわち探査機の頭脳は今年正式にテストを受け、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、将来の探査機の知能と性能を劇的に向上させます。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設計されています。

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、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検証しています。」

– Jim Butler, HPSCプロジェクトマネージャー（JPL）

宇宙飛行に適合させるため、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線に耐えなければなりません。

太陽や深宇宙から生成され、光速に近い速度で飛行する亜原子粒子も、宇宙船が非必須の作業を一時的に停止させるエラーを引き起こすことがあります。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脱出しません。

さらに、NASAは惑星着陸時の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への対応力もテストしています。

「実世界の性能をシミュレートするため、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。これらは通常、膨大な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です」とバトラーは述べました。「これはNASAの次なる大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」となっていました。これはコンピュータプログラミングの歴史へのオマージュです。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。

まず第一に、NASAによればプロセッサは意図通りに機能しています。さらに、現在使用中のチップと比較して約500倍の性能向上が確認されています。

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。プロセッサにはメモリ、中央処理装置（CPU）、入出力インターフェース、そして高度なネットワーキングシステムが含まれます。コンパクトでエネルギー効率が高く、規模拡大時にコスト効果があるため、スマートフォン、自動車システム、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何年も持続するよう設計されています。システムは数百万、場合によっては数十億マイル離れた場所を旅し、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。

まだ宇宙認証は受けていませんが、認証が下り次第、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探査機にとって重要な役割を果たすと期待されています。AIが搭載されれば、探査機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問題を解消します。

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行うのにも役立ちます。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、この技術は地上でも利益をもたらします。従来の宇宙専用チップとは異なり、Microchipはこのチップを民生電子、車載製造、航空部門、その他産業向けに適応させる計画です。その潜在的な応用例には医療機器、エネルギーグリッド、AI、ドローン、データ伝送、通信サービスが含まれます。

このように地上産業への適応が進めば、放射線耐性チップはその創造目的であるミッションを超えて商業的な寿命を持つことになるでしょう。

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同機関は述べています。

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際立っています。

次世代の宇宙対応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門の企業副社長であるババク・サミミは当時、「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付けられています。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などの幅広い産業へ容易に適応させることができます。

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、Microchip Technology Incorporated（Nasdaq: MCHP）の株価は92.70ドルで、年初来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。

同社の回復中の収益はMicrochipにとって前向きな見通しを描いています。2026年3月31日で終了した四半期では、純売上高が35.1％増の13億1100万ドルとなり、前期比10.6％増、ガイダンス（12億6000万ドル）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「我々の期待を大幅に上回った」と述べました。前サイクルからの重要な教訓は、規律ある在庫と運転資本の管理の重要性であり、同社はその方針で事業を運営しています。

GAAPベースでは、同社は売上総利益61％、営業利益2億1740万ドル、純利益1億1640万ドル、1株当たりEPS 0.21ドルを報告しました。Non‑GAAPベースでは、売上総利益は61.6％、営業利益は4億90万ドル、純利益は3億2730万ドル、1株当たりEPSは0.57ドルでした。

「データセンターとAIアプリケーションにおける顧客エンゲージメントと設計活動が拡大しており、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が牽引しています。」

– Rich Simoncic, Microchip COO

2026会計年度の純売上高は47億1300万ドルで、前年同期比7.1％増加しました。一方、9億8400万ドルが配当として株主に還元されました。年間を通じてGAAPベースの売上総利益は57.7％、Non‑GAAPベースは58.5％で、EPSはそれぞれ0.22ドルと1.64ドルでした。

「我々は会計年度を強い勢いで終え、数四半期前に直面していた課題からの意味ある進展を示しました。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、迅速な活動と実質的な営業レバレッジが見られ、9ポイント回復計画の実行が規律あるものとなっています。」とサンギは語りました。

「季節的に強い」四半期に入るにあたり、同社は6月四半期の純売上高を14億4200万ドルから14億6900万ドルの範囲と見込んでいます。

最新のMicrochip Technology（MCHP）開発情報

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。探査機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ります。

NASAの野望が拡大し、持続的な月面拠点、有人火星ミッション、外側太陽系への深宇宙科学プラットフォームが計画される中、各探査機の中心にあるコンピューティングアーキテクチャは可能性を決定づける要因となります。

前世代の500倍の能力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、全く新しいミッション形態を実現しようとしています。

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は良いスタートを切り、地球から何百万マイルも離れた場所で探査機が前例のない独立性を持って運用できる未来への道筋を示しています。

トップの衛星・宇宙株リストはこちらをご覧ください。

参考文献

^{1. Jet Propulsion Laboratory. (2026, May 12). Hello universe: NASA’s next-gen space processor undergoes testing. NASA. https://www.jpl.nasa.gov/news/hello-universe-nasas-next-gen-space-processor-undergoes-testing/}