[論文レビュー] An Open Database of Lunar Regolith and Simulants Properties

Léonie Gasteiner, Naomi Murdoch+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 3, 2026

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ひとこと要約

この論文は、月のレゴリスとシミュレントの特性に関するオープンでコミュニティ主導のデータベースを提案し、現地測定、地球上の測定、およびリモートセンシングデータを統合し、取得、フィルタリング、可視化のためのStreamlitウェブインターフェースを提供します。

ABSTRACT

Lunar regolith, the layer of unconsolidated material covering the Moon's surface, is central to the science and technology developed for the Moon, notably related to in-situ science investigations, resource utilization, surface infrastructure, and mobility systems. However, data on lunar soil properties remain fragmented across decades of mission reports, often in formats that are difficult to access or interpret. We present a newly compiled database of lunar regolith physical and geotechnical properties, including data collected by direct in-situ measurements from crewed missions, estimates inferred from surface interactions on the Moon and using remote sensing, as well as laboratory analyses of samples returned to Earth. The data collected include, among others, the angle of internal friction and cohesion (both Mohr-Coulomb model parameters), bulk density, and static bearing capacity, extracted from Luna and Apollo-era historical mission documentation all the way to contemporary Lunar programs. The dataset specifies the type and location of the tests from which each value was obtained. Our database also includes parameters for lunar regolith simulants, providing a direct link between mission data and laboratory studies. In addition to centralizing this information, we developed a user interface that facilitates data retrieval, filtering, and visualization. This interface enables users to generate customized plots for comparative analysis. Developed in an open-science perspective, it is designed to evolve in response to the community's needs. The database and its associated tools significantly enhance the accessibility and usability of lunar regolith and simulants data for scientific and engineering research.

研究の動機と目的

• 過去および現在のミッションから散在している月のレゴリト地盤データを中央集約する。
• 月のレゴリスおよびシミュレントの特性を、出自と試験状況とともに含める。
• データ取得、フィルタリング、および可視化機能を備えたオープンでコミュニティ主導のプラットフォームを提供する。
• ミッションデータをラボのシミュレントデータへリンクし、直接比較と再現性を可能にする。）

提案手法

• 複数の月ミッションに関する技術文書を系統的に調査し、現地測定値とラボ分析を抽出した。
• 内部摩擦角と結合力、体積密度、支持力、および関連属性をテストタイプと場所に関するメタデータとともに整理した。
• データアクセスと可視化のために、オープンアクセスのウェブインターフェース（Streamlit）とCSVベースのバックエンドを実装した。
• 同じ核となる物理パラメータを用いたシミュレントデータを含め、月のレゴリスとシミュレントの直接比較を可能にした。
• 柔軟なクエリを可能にするために、データを別々のデータセット（月のレゴリス、シミュレント、結合、一般的な解釈）として構造化した。）

Figure 1: Schematic of the database architecture. Overview of the data files, processing scripts, and user interface forming the lunar regolith database.

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 月のレゴリス地盤特性は、異なる月の地形やミッションでどのように変化するのか？
• RQ2 現地測定と地球上で回収されたサンプルの測定は、レゴリス特性においてどのように較差するのか？
• RQ3 月のレゴリスシミュレントは、機械的特性と試験文脈において真の月レゴリスとどのように比較されるのか？
• RQ4 どのような試験方法と環境要因が地盤力学的パラメータに影響を与えるのか？
• RQ5 オープンデータベースは、モデルの較正やミッション設計の意思決定をどのように支援できるのか？

主な発見

• 現地データは、地球上の回収サンプルの測定値と比べて、内部摩擦角が高く、結合力が低い傾向を示す。
• 体積密度は、地形タイプだけよりも月の地盤の地盤力学的特性に影響を与える特徴的なパラメータとして浮上する。
• ミッション間および試験方法間で大きなばらつきがあり、環境要因に起因する特性の差が強調される。
• Boulder-trackベースの支持力推定は、直接的な月表面試験より最大で1桁程度大きくなることがあり、方法依存の差異を浮き彫りにする。
• 月をテーマにした比較では、地形タイプ（ mare vs highland）が必ずしもレゴリス特性を区別しないことを示す場合があり、局所的な地質と試験文脈が重要な役割を果たす。
• データベースは迅速な視覚的比較を可能にし、モデルの較正と実験結果の解釈を支援する。

Figure 2: Moon map with missions landing sites. The global lunar albedo map shows the contrast between the dark lunar maria and the lighter highland regions. The cylindrical projection uses the selenographic coordinate system, spanning from $-180\text{\,}\mathrm{\SIUnitSymbolDegree}$ E to $180\text{