火星のかけらの行方を予測した物理シミュレーションを、都市のデジタルツインへ――2031年にMMXが持ち帰るフォボスの砂に、火星由来の粒子が少なくとも約34個含まれると見積もった研究を紹介
スペースデータ、CSO兵頭龍樹博士が予測した「フォボスの砂に混ざる火星のかけら」JAXA火星衛星探査計画MMXに関する研究成果を紹介
株式会社スペースデータ（本社：東京都港区、代表取締役社長：佐藤航陽、以下「スペースデータ」）は、最高科学責任者（CSO）を務める惑星科学者・兵頭龍樹博士が筆頭著者として2019年に発表した研究について、その内容と意義をお知らせします。この研究は、火星の衛星フォボスの表面に火星由来の物質がどの程度含まれるかを数値シミュレーションで見積もったものです。兵頭博士はMMXのサイエンスメンバーとして、ミッションの科学的な意義や価値の構築に携わっています。2026年10月20日には、フォボスの砂を地球に持ち帰る宇宙航空研究開発機構（JAXA）の火星衛星探査計画「MMX」の探査機が打ち上げられる予定です。
背景：火星の衛星から試料を持ち帰る「MMX」
MMX（Martian Moons exploration）は、JAXAが進める火星衛星探査計画です。探査機は2026年10月20日にH3ロケット10号機で種子島宇宙センターから打ち上げられる予定です。2027年に火星の周回軌道に到着したあと、フォボスに着陸して10g以上の砂（レゴリス：天体の表面を覆う砂やちり）を採取し、2031年に地球へ帰還する計画です。NASA、ESA、CNES（フランス国立宇宙研究センター）、DLR（ドイツ航空宇宙センター）も参加する国際的な探査計画です。
フォボスは火星のすぐ近くを回る小さな衛星です。火星に小天体が衝突すると、砕けた岩石が宇宙空間に飛び散り、その一部はフォボスに降り積もると考えられています。持ち帰る試料に火星の物質がどれだけ、どのような状態で含まれるのかを見積もることは、MMXの試料分析を計画するうえで重要な問いのひとつです。
火星のかけらがフォボスに届くまで
研究の概要
兵頭博士らの研究グループは、火星への天体衝突で飛び散る岩石（イジェクタ：衝突で放出される破片）の量と軌道を数値シミュレーションで計算しました。そのうえで、フォボスに届く量と、届いた粒子が受ける衝撃の強さを、過去5億年分にわたって見積もりました。本研究は2019年12月27日に国際学術誌「Scientific Reports」に、2021年8月13日に「Science」に掲載されました。兵頭博士は当時、JAXA宇宙科学研究所および東京科学大学（旧・東京工業大学） 地球生命研究所に所属していました。
主な成果
1. フォボスの砂には、火星由来の物質が約0.1%前後含まれる
過去5億年の間に火星からフォボスに届いた物質は、フォボス表面の砂の中で中央値として約1,700ppm（約0.17%）を占めると見積もられました。保守的な見積もりでも340ppm（0.034%）以上となり、まれに起こる大規模な衝突による寄与を加えると、おおむね0.1%前後の割合になります。
2. MMXが持ち帰る10gの試料に、火星の粒子が少なくとも約34個
この割合を10gの試料に当てはめると、粒子の大きさを0.3mmと仮定した場合、火星由来の粒子が少なくとも約34個含まれる計算になります。
3. 地球に落ちる火星隕石とは異なる「火星の歴史のかけら」
フォボスに届く火星の物質は、地球に落ちてくる火星隕石に比べて受ける衝撃が弱いと示されました（5GPa未満。GPaは圧力の単位）。そのため、壊れやすい堆積岩なども元の性質を保ったまま残っている可能性があります。さらに、火星のさまざまな地質時代や、堆積岩から火成岩までの多様な岩石が含まれうることも示されました。
4. フォボスに残る火星生命の痕跡の可能性とMMXによる探査
火星の衛星フォボスには、火星から飛来した物質に由来する、滅菌・強い放射線照射を受けた遺伝子断片や生命の痕跡「SHIGAI（Sterilized and Harshly Irradiated Genes, and Ancient Imprints）」が残されている可能性を指摘しました。さらに、JAXAの火星衛星探査計画MMX（Martian Moons eXploration）によるフォボスからのサンプルリターンと、NASA・ESAによる火星サンプルリターンを組み合わせることで、異なる視点から火星生命の痕跡を探索でき、火星生命探査を加速できることを提案しました。
本成果の意義
地球で見つかる火星隕石は、火星から地球まで飛んでくる途中や地球に落ちるときに強い衝撃を受けます。また、限られた時代の岩石に偏っています。本研究は、MMXが持ち帰るフォボスの試料から、火星そのものに行かずに、火星の過去の大気や水の環境の変化を時代を追って調べられる可能性を定量的に示しました。
研究で培った物理シミュレーションを、デジタルツインへ
本研究の中心にあるのは、天体の衝突で飛び散る無数の破片が、どのような軌道を描き、どこに、どれだけの衝撃で届くのかを計算する物理シミュレーションです。スペースデータでは、兵頭博士のこうした知見を生かして、デジタルツインの中で物理現象を再現する技術を開発しています。宇宙空間での物体の軌道や衝突、宇宙線による影響などを、デジタル空間上で再現・検証できるようにするものです。
兵頭龍樹博士について
兵頭龍樹博士/ 惑星科学者。スペースデータ最高科学責任者（CSO）
惑星科学者。スペースデータ最高科学責任者（CSO）。東京科学大学 地球生命研究所や立教大学大学院 人工知能科学研究科などで特任准教授などとして研究・教育に携わっています。NASA・ESA・JAXAの惑星探査計画――土星探査計画（Cassini）、水星探査計画（BepiColombo）、火星衛星探査計画（MMX）、小惑星探査「はやぶさ2」、外惑星探査計画（OPENS）など――の設計・科学検討に従事してきました。MMXではサイエンスメンバーとして、ミッションの意義や価値の構築に携わっています。天体同士の巨大衝突、太陽系小天体の形成、惑星リングの起源などの研究業績が評価され、2026年7月には国際天文学連合（IAU）により小惑星「(20648) Ryukihyodo」が兵頭博士の名にちなんで命名されました。2024年11月にスペースデータのCSOに就任し、惑星探査データを用いて月や火星などの天体をデジタル空間上に再現する「太陽系デジタルツイン」の構築を主導しています。
今後の展望
スペースデータは、兵頭博士の惑星科学の知見を基盤に、「太陽系デジタルツイン」の構築を進めています。あわせて、惑星探査の研究で培った物理シミュレーション技術を、宇宙開発にとどまらず産業の現場へ広げていきます。たとえば、衛星の軌道や宇宙ごみ（デブリ）との衝突リスクの評価、宇宙線が機器に与える影響の検証、都市のデジタルツイン上での物体の衝突や飛散の再現による防災・都市計画への活用、ロボットなどのフィジカルAIを学習させるための物理的に正確な仮想環境の提供などです。MMXをはじめとする惑星探査の進展にあわせて科学的に正確な情報を発信するとともに、「宇宙を誰もが活用できる社会へ」という思いのもと、研究とプロダクトの両面から宇宙の民主化に取り組んでまいります。
論文情報
掲載誌：「Scientific Reports」第9巻（2019年12月27日掲載）
論文タイトル：Transport of impact ejecta from Mars to its moons as a means to reveal Martian history
著者：Ryuki Hyodo, Kosuke Kurosawa, Hidenori Genda, Tomohiro Usui, Kazuhisa Fujita
DOI：10.1038/s41598-019-56139-x
URL： (リンク »)
※本論文はオープンアクセス（CC BY 4.0）で公開されており、どなたでも全文をご覧いただけます。
掲載誌：「Science」Vol 373, Issue 6556（2021年8月13日掲載）
論文タイトル： Searching for life on Mars and its moons
著者：Ryuki Hyodo & Tomohiro Usui
DOI：10.1126/science.abj1512
※本リリースは、当社CSOが過去に発表した研究成果を一般向けに紹介するものです。MMXの観測結果やJAXAの公式見解を示すものではありません。専門的な詳細・前提条件については原著論文をご参照ください。
※MMXの打ち上げ日程は2026年10月時点の予定です。最新情報はJAXAの発表をご確認ください。
株式会社スペースデータについて
株式会社スペースデータは、宇宙を誰もが活用できるインフラへと変える「宇宙の民主化」を使命に、宇宙をはじめとするあらゆる空間の知能化（MAKE SPACE INTELLIGENT）に取り組むテクノロジースタートアップです。現実世界の空間をデジタル上に再現する「デジタルツイン」、AIに物理世界の構造や法則を学習させ、ロボットや機械の自律的な判断・行動につなげる「フィジカルAI」、さらに空間や状況を理解しながら自律的にタスクを遂行する「AIエージェント」などの技術を融合し、現実世界とデジタル世界をつなぐ「空間知能」の実現を目指しています。こうした空間知能の技術を活用し、宇宙開発から都市開発、防災、安全保障まで、さまざまな領域において次の未来を支えるデジタルプラットフォームの構築を国内外で進めています。スペースデータの公式サイトでは、「NEWS」にて最新の取り組みや発表をご紹介しています。詳細は (リンク ») をご覧ください。
社名：株式会社スペースデータ
代表：佐藤 航陽
所在地：東京都港区虎ノ門1-17-1 虎ノ門ヒルズビジネスタワー 15階
資本金：15億1300万円
事業内容：宇宙開発に関わる投資と研究
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NEWS： (リンク »)
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LinkedIn： (リンク »)
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スペースデータ、CSO兵頭龍樹博士が予測した「フォボスの砂に混ざる火星のかけら」JAXA火星衛星探査計画MMXに関する研究成果を紹介
株式会社スペースデータ（本社：東京都港区、代表取締役社長：佐藤航陽、以下「スペースデータ」）は、最高科学責任者（CSO）を務める惑星科学者・兵頭龍樹博士が筆頭著者として2019年に発表した研究について、その内容と意義をお知らせします。この研究は、火星の衛星フォボスの表面に火星由来の物質がどの程度含まれるかを数値シミュレーションで見積もったものです。兵頭博士はMMXのサイエンスメンバーとして、ミッションの科学的な意義や価値の構築に携わっています。2026年10月20日には、フォボスの砂を地球に持ち帰る宇宙航空研究開発機構（JAXA）の火星衛星探査計画「MMX」の探査機が打ち上げられる予定です。
背景：火星の衛星から試料を持ち帰る「MMX」
MMX（Martian Moons exploration）は、JAXAが進める火星衛星探査計画です。探査機は2026年10月20日にH3ロケット10号機で種子島宇宙センターから打ち上げられる予定です。2027年に火星の周回軌道に到着したあと、フォボスに着陸して10g以上の砂（レゴリス：天体の表面を覆う砂やちり）を採取し、2031年に地球へ帰還する計画です。NASA、ESA、CNES（フランス国立宇宙研究センター）、DLR（ドイツ航空宇宙センター）も参加する国際的な探査計画です。
フォボスは火星のすぐ近くを回る小さな衛星です。火星に小天体が衝突すると、砕けた岩石が宇宙空間に飛び散り、その一部はフォボスに降り積もると考えられています。持ち帰る試料に火星の物質がどれだけ、どのような状態で含まれるのかを見積もることは、MMXの試料分析を計画するうえで重要な問いのひとつです。
火星のかけらがフォボスに届くまで
研究の概要
兵頭博士らの研究グループは、火星への天体衝突で飛び散る岩石（イジェクタ：衝突で放出される破片）の量と軌道を数値シミュレーションで計算しました。そのうえで、フォボスに届く量と、届いた粒子が受ける衝撃の強さを、過去5億年分にわたって見積もりました。本研究は2019年12月27日に国際学術誌「Scientific Reports」に、2021年8月13日に「Science」に掲載されました。兵頭博士は当時、JAXA宇宙科学研究所および東京科学大学（旧・東京工業大学） 地球生命研究所に所属していました。
主な成果
1. フォボスの砂には、火星由来の物質が約0.1%前後含まれる
過去5億年の間に火星からフォボスに届いた物質は、フォボス表面の砂の中で中央値として約1,700ppm（約0.17%）を占めると見積もられました。保守的な見積もりでも340ppm（0.034%）以上となり、まれに起こる大規模な衝突による寄与を加えると、おおむね0.1%前後の割合になります。
2. MMXが持ち帰る10gの試料に、火星の粒子が少なくとも約34個
この割合を10gの試料に当てはめると、粒子の大きさを0.3mmと仮定した場合、火星由来の粒子が少なくとも約34個含まれる計算になります。
3. 地球に落ちる火星隕石とは異なる「火星の歴史のかけら」
フォボスに届く火星の物質は、地球に落ちてくる火星隕石に比べて受ける衝撃が弱いと示されました（5GPa未満。GPaは圧力の単位）。そのため、壊れやすい堆積岩なども元の性質を保ったまま残っている可能性があります。さらに、火星のさまざまな地質時代や、堆積岩から火成岩までの多様な岩石が含まれうることも示されました。
4. フォボスに残る火星生命の痕跡の可能性とMMXによる探査
火星の衛星フォボスには、火星から飛来した物質に由来する、滅菌・強い放射線照射を受けた遺伝子断片や生命の痕跡「SHIGAI（Sterilized and Harshly Irradiated Genes, and Ancient Imprints）」が残されている可能性を指摘しました。さらに、JAXAの火星衛星探査計画MMX（Martian Moons eXploration）によるフォボスからのサンプルリターンと、NASA・ESAによる火星サンプルリターンを組み合わせることで、異なる視点から火星生命の痕跡を探索でき、火星生命探査を加速できることを提案しました。
本成果の意義
地球で見つかる火星隕石は、火星から地球まで飛んでくる途中や地球に落ちるときに強い衝撃を受けます。また、限られた時代の岩石に偏っています。本研究は、MMXが持ち帰るフォボスの試料から、火星そのものに行かずに、火星の過去の大気や水の環境の変化を時代を追って調べられる可能性を定量的に示しました。
研究で培った物理シミュレーションを、デジタルツインへ
本研究の中心にあるのは、天体の衝突で飛び散る無数の破片が、どのような軌道を描き、どこに、どれだけの衝撃で届くのかを計算する物理シミュレーションです。スペースデータでは、兵頭博士のこうした知見を生かして、デジタルツインの中で物理現象を再現する技術を開発しています。宇宙空間での物体の軌道や衝突、宇宙線による影響などを、デジタル空間上で再現・検証できるようにするものです。
兵頭龍樹博士について
兵頭龍樹博士/ 惑星科学者。スペースデータ最高科学責任者（CSO）
惑星科学者。スペースデータ最高科学責任者（CSO）。東京科学大学 地球生命研究所や立教大学大学院 人工知能科学研究科などで特任准教授などとして研究・教育に携わっています。NASA・ESA・JAXAの惑星探査計画――土星探査計画（Cassini）、水星探査計画（BepiColombo）、火星衛星探査計画（MMX）、小惑星探査「はやぶさ2」、外惑星探査計画（OPENS）など――の設計・科学検討に従事してきました。MMXではサイエンスメンバーとして、ミッションの意義や価値の構築に携わっています。天体同士の巨大衝突、太陽系小天体の形成、惑星リングの起源などの研究業績が評価され、2026年7月には国際天文学連合（IAU）により小惑星「(20648) Ryukihyodo」が兵頭博士の名にちなんで命名されました。2024年11月にスペースデータのCSOに就任し、惑星探査データを用いて月や火星などの天体をデジタル空間上に再現する「太陽系デジタルツイン」の構築を主導しています。
今後の展望
スペースデータは、兵頭博士の惑星科学の知見を基盤に、「太陽系デジタルツイン」の構築を進めています。あわせて、惑星探査の研究で培った物理シミュレーション技術を、宇宙開発にとどまらず産業の現場へ広げていきます。たとえば、衛星の軌道や宇宙ごみ（デブリ）との衝突リスクの評価、宇宙線が機器に与える影響の検証、都市のデジタルツイン上での物体の衝突や飛散の再現による防災・都市計画への活用、ロボットなどのフィジカルAIを学習させるための物理的に正確な仮想環境の提供などです。MMXをはじめとする惑星探査の進展にあわせて科学的に正確な情報を発信するとともに、「宇宙を誰もが活用できる社会へ」という思いのもと、研究とプロダクトの両面から宇宙の民主化に取り組んでまいります。
論文情報
掲載誌：「Scientific Reports」第9巻（2019年12月27日掲載）
論文タイトル：Transport of impact ejecta from Mars to its moons as a means to reveal Martian history
著者：Ryuki Hyodo, Kosuke Kurosawa, Hidenori Genda, Tomohiro Usui, Kazuhisa Fujita
DOI：10.1038/s41598-019-56139-x
URL： (リンク »)
※本論文はオープンアクセス（CC BY 4.0）で公開されており、どなたでも全文をご覧いただけます。
掲載誌：「Science」Vol 373, Issue 6556（2021年8月13日掲載）
論文タイトル： Searching for life on Mars and its moons
著者：Ryuki Hyodo & Tomohiro Usui
DOI：10.1126/science.abj1512
※本リリースは、当社CSOが過去に発表した研究成果を一般向けに紹介するものです。MMXの観測結果やJAXAの公式見解を示すものではありません。専門的な詳細・前提条件については原著論文をご参照ください。
※MMXの打ち上げ日程は2026年10月時点の予定です。最新情報はJAXAの発表をご確認ください。
株式会社スペースデータについて
株式会社スペースデータは、宇宙を誰もが活用できるインフラへと変える「宇宙の民主化」を使命に、宇宙をはじめとするあらゆる空間の知能化（MAKE SPACE INTELLIGENT）に取り組むテクノロジースタートアップです。現実世界の空間をデジタル上に再現する「デジタルツイン」、AIに物理世界の構造や法則を学習させ、ロボットや機械の自律的な判断・行動につなげる「フィジカルAI」、さらに空間や状況を理解しながら自律的にタスクを遂行する「AIエージェント」などの技術を融合し、現実世界とデジタル世界をつなぐ「空間知能」の実現を目指しています。こうした空間知能の技術を活用し、宇宙開発から都市開発、防災、安全保障まで、さまざまな領域において次の未来を支えるデジタルプラットフォームの構築を国内外で進めています。スペースデータの公式サイトでは、「NEWS」にて最新の取り組みや発表をご紹介しています。詳細は (リンク ») をご覧ください。
社名：株式会社スペースデータ
代表：佐藤 航陽
所在地：東京都港区虎ノ門1-17-1 虎ノ門ヒルズビジネスタワー 15階
資本金：15億1300万円
事業内容：宇宙開発に関わる投資と研究
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