!アポロ12号の宇宙飛行士が月面で土壌容器を手にしている様子。ヘルメットのバイザーには別の宇宙飛行士が映っている。クレジット：NASA
日本の研究チームが、空気と電気、そして靴箱ほどの大きさの装置だけを使い、模擬月面土壌で稲の栽培に成功した。月での農業という夢に向けた大きな前進である。
東北大学と宇宙航空研究開発機構（JAXA）の科学者たちは、空気から直接窒素を引き出し、100ワット未満の電力でほぼ100パーセントの効率で硝酸肥料に変換するコンパクトなプラズマ発生装置を開発した。得られた硝酸塩豊富な水を模擬月面レゴリスに与えたところ、稲は対照群よりも顕著に強く生育し、4か月以内に出穂期（穀粒形成への第一歩）に達した。
この突破口は根本的な問題を解決する。月の表面を覆う灰色の塵である月面レゴリスは、有機物をほとんど含まず、窒素化合物もほぼ存在しない。月には大気がないため、農業用の空気は密閉された居住域から供給し、窒素は地球から輸送するか、現地で製造する必要がある。
「私たちの装置は、将来の月面農家が周囲を循環する窒素を、作物が必要とする正確な肥料にリサイクルすることを可能にする」と、2026年5月2日付けで学術誌npj Microgravityに発表された研究に付随する声明で、東北大学の主任研究者である金子俊郎教授は述べた。
プラズマ装置は、周囲の空気から窒素を五酸化二窒素ガス（N2O5）に変換することで機能する。このガスを水に溶かすと、植物の生育に不可欠な栄養素である硝酸塩が形成される。プロセス全体が電気だけで動作し、地球上の肥料生産を支配する化石燃料集約型のハーバー・ボッシュ法を回避する。
敵対的な月の塵を克服
その恩恵は窒素供給をはるかに超えていた。生の月面レゴリスはpH 9.09の強アルカリ性で、ほとんどの植物にとって生育が難しい。硝酸塩豊富な水を加えることで、pHは植物に適した6.76まで低下した。この中和により、レゴリスの粒子に化学的に閉じ込められていたカルシウム、マグネシウム、カリウムのイオンが放出され、イネの根が利用できるようになった。
同時に、この処理は通常であれば根の発達を損ない、植物の成長を阻害する有毒なアルミニウムイオンを抑制した。これらの複合効果により、3か月以内に顕著に強い稲が育ち、4か月目には最初の出穂期が観察された。
予期せぬ免疫力向上
装置の試験中、チームは予期せぬ利点を発見した。五酸化二窒素ガスを植物の葉に直接噴霧すると、病害抵抗性と一般的な免疫に関連するホルモン経路が活性化された。ガスへの曝露により茎はより短く頑丈に保たれ、低重力で生じる過度の伸長（月環境で作物が頭重で脆弱になる問題）を抑制した。
「これは宇宙環境の低重力条件下での作物構造の管理に不可欠となる可能性がある」と金子教授は指摘した。
地球上への応用の可能性
肥料プロセスが化石燃料ではなく完全に電気で動作するため、同じ技術は地球上での窒素肥料生産において、よりクリーンで持続可能な方法を提供できる可能性がある。ハーバー・ボッシュ法による従来のアンモニア生産は、世界のエネルギー消費の約1～2パーセントを占め、農業由来の炭素排出のかなりの割合を占めている。
「この肥料の製造プロセスは完全に電気と低電力で動作し、窒素固定を化石燃料から完全に切り離す」と金子教授は述べた。「この技術は、月面と地球上の両方での持続可能な作物生産に適している」
装置の小型サイズ、低消費電力、そして窒素を含むあらゆる空気から肥料を生成できる能力は、資源に制約のある月面居住域の狭い環境に適している。NASAのアルテミス計画が今十年の後半に人類を月に帰還させることを目指し、恒久的な月面前哨基地の計画が国際的に具体化する中、現地での食料生産は戦略的な優先事項となっている。
研究者たちが述べているように、この研究は、宇宙で生活するための実用的な課題を解決することが、地球上での生活についても有用な教訓をもたらすことの証である。
Featured image: Apollo 12 astronaut on the lunar surface. Credit: NASA
雅子 訳