日本宇宙科学与探索领域的全新认知与产业创新计划
截至2024年末的进展汇总
【宇宙物理学】
- X射线分光成像卫星（XRISM）运行顺利，已产出大量可发表论文等科学成果。
- 以2032年度发射为目标，对微波背景辐射偏振观测空间望远镜（LiteBIRD）计划进行了修订研究。
- 红外天体测量卫星（JASMINE）瞄准2031年度发射，利用“技术前移”策略，对关键的红外传感器展开先行研究，并推进转入全面开发的准备。
- 对NASA计划于2026年发射、日本参与的Nancy Grace Roman空间望远镜，持续推进拟提供的光学元件及K波段接收系统的研制。
- 对ESA计划于2029年发射、日本参与的系外行星大气红外光谱巡天卫星（Ariel），持续推进拟提供设备的研制。
【太阳系科学】
- 对“隼鸟2号”返回样品进行分析，同时充分利用探测器剩余资源，正在执行以新小行星探测为目标的扩展任务；已从NASA接收OSIRIS-REx样品并开始分析。
- 对ESA计划于2029年发射、日本参与的“长周期彗星探测任务（Comet Interceptor）”，持续推进拟提供设备的开发准备。
- 小型月面着陆验证机（SLIM）成功实现月面精准着陆，开展含橄榄石岩石等的科学观测数据分析，并在完成3次月夜生存后按计划停止工作、结束任务。
- 深空探测技术验证机（DESTINY+）面向2028年度发射持续推进开发。
- 高灵敏度太阳紫外分光观测卫星（SOLAR-C）面向2028年度发射持续推进开发。
- 为实现2031年度人类首次火星卫星样品返回，正推进火星卫星探测任务（MMX）探测器在2026年度发射的开发工作。
- 与ESA合作，稳步运行国际水星探测任务（BepiColombo），以2026年度抵达水星为目标。
- 日本提供热红外相机（TIRI）的ESA双星小行星探测任务（Hera）已于2024年发射，完成TIRI初期功能确认，转入为科学产出而运行的阶段。
- 对NASA计划于2028年发射、日本参与的土卫六（泰坦）着陆探测任务（Dragonfly），持续推进拟提供设备的研制。
- 面向未来卓越任务，利用“技术前移”等方式，对下一期战略中型任务、火星本体探测、海外主导大型探测任务（彗星等）的核心参与等展开必要论证；同时推进利用“阿尔忒弥斯计划”月面活动机会实现“月面科学”的具体化研究。
【关键技术开发】
- 继续利用小型卫星／探测器及任务设备开发机会，推进特任助教（Tenure-track）制度，并通过小规模项目持续开展人才培养。
- 围绕宇宙战略基金，以“大气进入·气动减速低成本关键技术”“半永久电源系统关键技术”“可再生燃料电池系统”为主题，完成公开征集与遴选。
2025年以后的主要举措（一）
构建宇宙科学与深空探测任务的适当框架
为推动宇宙科学与深空探测任务，将对JAXA（宇宙航空研究开发机构）制定的“宇宙科学・探査ロードマップ”（宇宙科学・探查路线图）进行必要的修订。
【宇宙物理学领域】
目标：以有存在感的方式参与我国难以单独实施的大型国际计划
- 建立JAXA与宇宙物理学研究者社区的一体化合作机制，收集国际动态信息，制定长期战略，推进必要的技术开发。
- 在技术上与国际大型计划互补，同时运用我国独创性、前沿性的技术，打造科学上独特的中型或小型任务。
具体任务进展：
- X射线光谱成像卫星（XRISM）：继续稳定运行，推动其科学成果的进一步产出。
宇宙微波背景辐射偏振观测望远镜（LiteBIRD）：考虑以2032年度发射为目标，对计划进行重新审视。
红外天体位置测量卫星（JASMINE）：以2031年度发射为目标，推进向开发阶段的过渡准备。
NASA计划于2026年发射的Nancy Grace Roman太空望远镜：日本将支援NASA的卫星测试，并推进本国地面站的建设。
ESA计划于2029年发射的系外行星大气红外光谱探测卫星（Ariel）：推进日本所提供仪器的开发工作。
【太阳系科学领域】
小天体探测：维持并提升我国通过“隼鸟”系列确立的世界领先地位
在“隼鸟2号”任务基础上，继续回收样本的分析工作，并充分利用探测器剩余资源，开展以新小行星探测为目标的扩展任务。
同时，参与NASA“OSIRIS-REx”任务回收样本的初期分析。
国际合作与下一代任务构想：
通过国际合作，争取在海外主导的大型彗星等探测计划中发挥核心作用；同时，为参与ESA的“长周期彗星探测任务（Comet Interceptor）”，启动超小型探测器的平台系统与任务仪器的开发。
太阳观测与太阳圈科学：
继续推进尖端观测技术与方法的研发。
同时，以与阿尔忒弥斯计划的协作为前提，力争在月球与火星探测中取得科学成果，并在技术层面发挥先导性作用。
月球科学的具体化：
利用阿尔忒弥斯计划提供的月面活动机会（包括使用有人驾驶加压车），推进以下“月球科学”项目的具体实施：
从月球进行天文观测（即“月面天文台”）；
筛选、采集与分析具有重要科学价值的月壤样本；
通过月震仪网络掌握月球内部结构。
月球科学研究与技术开发：
为推动“月球科学”研究与相关基础技术开发，考虑以维持并发展SLIM（小型月球着陆技术验证机）技术为基础，制定促进月球探测的任务计划，并尽可能利用民间服务。
火星本星探测：
在美国与中国已率先推进大规模火星探测计划的背景下，预计2030年代将启动国际任务分工的讨论。
因此，日本将以2040年代为长期视角，最大限度整合产业与学术资源，致力于发展并验证其他国家（包括美中）尚未拥有的、我国独创且尖端的着陆技术与基础技术，同时推进火星本星的探测研究
2025年以后的主要举措（二）
- 为揭示太阳系演化过程，围绕小天体、彗星及外行星探测的后续任务，将具体研讨其探测目标与实施方式。
- 解析小型月面着陆验证机（SLIM）获得的着陆数据等，推动科学成果产出。
- 以2028年度发射为目标，推进深空探测技术验证机（DESTINY⁺）及高灵敏度太阳紫外光谱观测卫星（SOLAR-C）的探测器、卫星平台系统与任务仪器的研制。
- 为实现2031年度人类首次火星圈采样返回，力争2026年度发射火星卫星探测计划（MMX）的探测器，并同步推进相关开发工作。
- 与欧空局（ESA）合作，确保国际水星探测计划（BepiColombo）的探测器于2026年度顺利抵达水星并持续开展科学探测。
- 针对欧空局双小行星探测计划（Hera）所搭载的日本热红外相机（TIRI），将通过稳定运行实现科学成果产出。
- 面向美国国家航空航天局（NASA）计划于2028年度发射的土卫六（泰坦）着陆探测任务（Dragonfly），推进日本拟提供设备等的开发工作。
- 为孕育未来高水平任务，将围绕下一轮战略中型任务、火星本体探测、以及海外主导的彗星探测、宜居世界天文台（HWO）等大型计划的核心参与等，结合技术前置策略开展必要研讨。同时，充分利用阿尔忒弥斯计划下的月面活动机会，推进“月面科学”的落地实施。
- 着眼于近地天体（NEO）带来的潜在威胁，积极参与国际行星防御行动。针对2029年联合国国际小行星防御年之际将接近地球的近地小行星“阿波菲斯”（Apophis），开展国际合作探测计划的研讨与协调，确保日本获得宝贵的观测机会并产出科研成果。
【重要技术开发】
- 在制定宇宙科学·探测相关宇宙技术战略时，将基于科研经费支持的基础研究成果及产业界技术进展，结合政策优先级，于战略中明确需重点突破的关键技术。
- 针对日本目前处于全球领先地位的小行星等采样返回技术，将进一步提升技术水平并同步保持和发展高端分析技术，以巩固并提升全球领军地位。
- 依据宇宙技术战略，开发未来可作为日本优势的最前沿技术（如太阳帆推进技术、大气层进入·减速·着陆（EDL）技术、长周期及外行星探测所需的半永久电源等基础技术），并持续积累相关成果。
- 运用宇宙战略基金，推动JAXA对民间企业及高校等机构的技术开发支持。（重述）
- 在项目立项阶段，通过“技术前置”理念提前开展关键核心技术研发，确保项目顺利实施、管理顺畅，并降低企业开发风险。
- 持续利用小型卫星·探测器及任务设备开发等机会，推进特任助教（tenure-track）制度及小规模项目支持下的人才培养。
在月球表面开展的可持续载人活动
截至2024年底的工作进展（一）
【与国际合作伙伴及民间企业共同推动可持续的月球活动】
- 持续推进为“门户”（Gateway）居住舱提供的环境控制与生命保障系统（ECLSS）等工程模型的开发、详细设计、维护设计，以及飞行产品的制造与测试。同时，正在准备利用“门户”开展辐射环境与尘埃环境观测的国际任务验证工作。
- 正在推进利用HTV-X向国际空间站（ISS）进行物资补给任务的机会，开展自动对接技术的验证开发。
- 关于有人加压月球车，在正式启动全面开发之前，正开展前端加载活动（Front-loading），包括整体系统概念设计，以及作为高创新性关键技术之一的行走系统样机试验与评估等研发与验证工作。
- 针对月球极区水资源利用数据获取、并有望为“阿尔忒弥斯计划”着陆点选址提供支持的“月球极区探测任务（LUPEX）”，正在推进探测器系统与地面系统的详细设计，以及任务设备的详细设计与工程样机（EM）的制造与测试。
- 在“宇宙开发利用加速战略项目（星尘计划）”中，作为未来持续月球活动不可或缺的基础设施，围绕资源勘探与开采利用、电力供应、无人建设、粮食生产等技术，开展了以下研发工作：
- 在“宇宙无人建设创新技术开发”项目中，产学研协同推进了适用于月球开发等宇宙开发的建设技术（无人建设（自动化/远程化）、建材制造、简易设施搭建）的研发，并开展了月球建设所需地质数据提取与调查方法的研究。
- 在“面向月球活动的定位与通信技术开发”项目中，开展了地月远距离光通信系统中继卫星搭载光通信终端的元件样机制作，并设计了整合各要素进行地面验证的系统。
- 为实现未来月球活动所需能源的确保与供应，开展了能源系统整体结构的可行性研究，以及面向月球利用的水电解技术与无线输电技术的研发。此外，还开发了可搭载于小型卫星、实现月球表面以下水资源全球探测的多通道太赫兹波传感器及轨道数据处理技术。
- 在“支持月球长期驻留的高效资源循环型粮食供应系统开发”项目中，继续联合大学研究机构与民间企业，推进高效资源循环型粮食供应系统的构建相关研发。
- 小型月球着陆验证器（SLIM）成功实现月面精准着陆，并开展了含橄榄石岩石等的科学观测。此外，SLIM还成功度过了3次月夜，最终停止通信并结束任务。（再次刊载）
- 正在推进基于SLIM技术的月球着陆系统规格研究，以及月球着陆关键技术的研发。
- 为加速民间企业参与，通过内阁府主导的“宇宙开发利用加速战略项目（星尘计划）”各项活动，以及民间企业月球活动相关社区的学习会等，提供有助于月球活动的技术信息，并推进与民间企业的合作，为未来的月球探测做好准备。
- 利用“宇宙探索创新枢纽”机制，开发了超小型可变形月面机器人，并成功搭载于SLIM发射与运行，实现了月面验证与图像获取。
- 根据2023年6月生效的《日美宇宙合作框架协定》，2024年4月文部科学省与NASA签署了《利用有人加压月球车进行月面探测的实施协议》。据此，日本将提供并维护有人加压月球车，而NASA则承诺在“阿尔忒弥斯计划”未来任务中为日本宇航员提供2次月面着陆机会。
- 开展了日本宇航员在国际空间站（ISS）长期驻留与探测活动相关训练，并对宇航员候选人进行了基础训练，完成宇航员认证。
- 通过支持初创企业等开展创新研发的大规模技术验证项目（SBIR Phase 3），以2027年度为目标，持续支持民间企业开展月面着陆器开发及其用于月面运输服务的验证工作。
- 关于“宇宙战略基金”，已围绕以下技术开发主题开展公开征集与遴选工作：月面定位系统技术、半永久电源系统相关关键技术、再生型燃料电池系统、月地通信系统开发与验证（可行性研究）、月面水资源探测技术。
【面向月球开发工程具体化的构想制定与官民平台建设】
- 着眼于人类可持续活动领域的拓展与新市场的构建，在推进月球活动所需的技术开发与验证过程中，正在研究并初步梳理月球活动相关架构体系。
截至2024年底的进展情况（二）
【面向未来市场形成的规范与规则制定】
- 根据2021年6月通过的《促进宇宙资源勘探及开发相关事业活动的法律》（宇宙资源法），对开展宇宙空间资源勘探的民间企业实施了必要的监管措施。
- 为防止多个任务间活动出现重复或冲突，日本在参与《阿尔忒弥斯协定》签署国的协调框架过程中，围绕通过信息提供确保透明度、设定安全区域等议题展开协调；在开展月球科学勘探及商业资源开发利用时，积极投身于构建国际协调制度的讨论，并首次提出关于月球轨道及月面空间碎片减量和废弃管理的新议题。
- 在联合国COPUOS法律小组委员会宇宙资源工作组等场合，积极参与有关宇宙资源应有模式的讨论，并通过对外发声，促进各方对日本宇宙资源立场的理解。
2025年以后的重点工作（一）
【与国际合作伙伴及民间企业携手，推动可持续的月球活动】
- 目标是将人类长期活动范围拓展至深空。日本将以国家身份，在“阿尔忒弥斯计划”框架下，与国际伙伴共同主导实施可持续的月球探测，并根据探测进展同步完善基础设施。在有限资源条件下，通过高效开发、科学／资源探测、基础设施技术验证，并尽可能采购民间服务，培育新兴产业，推动民间活动分阶段发展。
- 利用“宇宙战略基金”，JAXA 继续向民间企业及大学等提供技术开发支持（再次登载）。
- 在阿尔忒弥斯计划下，开展以国际合作为基础的月球／火星探测；为确保持续有人驻留，稳步推进：为“门户”(Gateway)居住舱开发环境控制与生命保障系统；门户补给飞船、有人加压月球车的研发；利用“月球极区探测机(LUPEX)”获取水资源相关数据等工作。
- 关于“门户”：充分发挥日本优势，按计划为门户居住舱提供环境控制与生命保障系统等设备。
- 利用 HTV-X 向国际空间站(ISS)补给的机会，推进自动交会对接技术验证。
- 有人加压月球车：继续对高创新性关键技术（适应月面环境的行走系统、导航制导系统等）开展前期研发与验证，并启动基本设计之后的正式开发。
- 月球极区探测机(LUPEX)：与印度等国合作，瞄准2026年度以后发射，稳步开发；同时与美方共享月面数据与技术，为阿尔忒弥斯着陆点选址等提供支持。
- 对已启动的“月球环绕卫星定位·通信系统”要素技术，继续推进研发，并在国际合作中明确其定位。将定位、通信、资源探测／开采、电力供应、无人建造、粮食生产等技术视为月面持续活动不可或缺的基础设施，持续开展研发。
- “宇宙无人建造创新技术开发”项目：产学官联合攻关，研发面向月球开发等的建造技术（无人建造、建材制造、简易设施建造），并研究提取月面地质数据与调查方法。
- “面向月球活动的定位·通信技术开发”项目：试制并评估月-地远距离光通信系统所需的中继卫星光通信终端地面验证模型。
- 月球能源相关技术：2024年度前梳理未来所需要素技术；水电解技术力争2024年度完成月面验证，无线输电技术力争2025年度完成超长距离输电验证。同步开发可全球探测月表下水资源的多通道太赫兹传感器及星上数据处理技术。
- “支撑月面长期驻留的先进资源循环型粮食供应系统开发”项目：继续联合大学、研究机构及民间企业开展研发。
- 作为上述技术的运输手段，开展月面着陆器研发（含“月球探测加速任务”），提升月面运输能力（含火箭）并验证月面着陆技术。
- 小型着陆验证机(SLIM)数据向民间企业等技术转移；在继承并发展 SLIM 技术的基础上，研发面向极区的高精度着陆等关键要素技术。
2025年以后的主要举措（二）
- 面向未来人类活动范围的扩大，预计月球经济圈将逐步构建，从以政府为主的任务过渡到民间主导的月球商业活动。基于此，政府将联合JAXA，为鼓励民间企业尽早参与，提供相应支持。在科学和探测任务方面，政府将在确保关键技术自主可控的同时，对民间企业已具备商业化能力的环节，尽可能通过采购民间服务来提升效率。
- 为催生民间企业的新事业，将在月球及近地轨道提供定期、可预测的太空验证机会。
- 通过运用大学在超小型卫星开发等方面积累的技术，以及利用“太空探索创新枢纽”等机制，吸引包括非航天产业在内的民间企业参与，推进面向月球持续探索的先行研发、关键技术升级与验证。
- 为此，除研究利用近地轨道和“门户”空间站进行技术验证外，还将与民间企业合作，推动围绕月球轨道及月面的持续利用与验证机会的技术论证和任务框架构建，以获取支撑月球持续探索所需的技术。
- 为吸引多元民间企业积极参与月球探索，将促进由关注月球资源开发业务的民间企业组成的社区开展信息交流。
- 通过面向创新研发型初创企业的大规模技术验证（SBIR Phase 3），以2027年为目标，继续推进民间企业月面着陆器开发及基于此的月面运输服务验证。
- 利用参与“阿尔忒弥斯计划”以实现可持续月面探索的契机，争取实现日本宇航员首次登月（非美国籍宇航员首次），扩大日本宇航员的活跃舞台。
- 推进宇航员训练，并为实现包括日本宇航员首次搭乘“门户”空间站及首次登月在内的共计两次月面着陆任务做好准备与协调工作。
- 基于2022至2024年度选拔与培养成果，开展下一次宇航员候选人选拔的调研工作。
【面向月面开发计划具体化的构想制定与官民平台建设】
- 为开展月面活动所需的技术开发与验证，政府与核心航天机构JAXA将尽快制定涵盖从研发到实际应用的整体计划，构建官民合作平台，并制定月面持续探索与开发的总体构想。在该平台上，将就月面活动架构进行探讨，结合“阿尔忒弥斯计划”等进展，定期开展技术开发的基准评估。在此过程中，将聚焦能有效提升我国国际存在感、构筑未来优势的战略性技术，明确其在国际合作中的定位，并推动其开发与实施。
【面向未来市场形成的规范与规则制定】
- 日本将与同盟国及志同道合国家共同主导国际标准与规范的制定，助力日本航天产业发展。具体而言，作为世界第四个制定《宇宙资源法》（促进宇宙资源勘探与开发相关法律）的国家，日本将妥善运用该法律，通过积累民间企业在该法律框架下的优秀商业实践案例，推动高效的宇宙资源开发。
- 针对民间企业的宇宙资源开发，致力于在国际社会形成行为规范，争取广泛认同。具体将通过与共享和平、产业发展及人类社会进步等理念的志同道合国家合作，在联合国COPUOS法律小组委员会宇宙资源工作组等平台，积极宣传《宇宙资源法》许可案例，促进国际社会对民间商业航天活动的理解与支持。
- 为开展月面科学探测及商业资源开发与利用，防止多任务间活动重叠或冲突，日本将参与由“阿尔忒弥斯协定”签署国及其他航天国家共同建立的信息透明与安全区设置协调框架，推动构建国际协调的制度体系，致力于预防争端发生。
- 从月面探测活动可持续性角度出发，日本将主动参与“阿尔忒弥斯协定”签署国间关于制定空间碎片减缓等建议的讨论，为国际规则制定与干扰预防贡献力量。
