太陽光発電編
月の日照時間は約2週間、その後約2週間夜が続くが、月の両極はほぼ常時照らされている。 月の南極は、クレーターの縁がほぼ常時太陽光にさらされているが、クレーターの内部は永久に太陽光から遮られ、その内部に大量の水の氷を保持している地域である。
レゴリスの加熱、レゴリス基板への太陽電池構造に適した半導体材料の直接蒸着、金属接点と相互接続の蒸着機能を備えた中型（～200kg）ローバーによって、月の土壌で直接太陽電池を製造し、完全な太陽電池アレイを地上で仕上げることが可能である。
キロパワー核分裂システムは、月、火星、およびその先の目的地での長期有人基地を可能にする信頼性の高い発電のために開発されています。 このシステムは、太陽光による発電が断続的な月や火星の場所に最適です。
酸素編集
レゴリス中の元素状酸素含有量は45重量％と推定されています。 酸素は鉄分を多く含む月の鉱物やガラスに酸化鉄として含まれることが多い。 月のレゴリスから酸素を抽出する方法として、少なくとも20種類のプロセスが考えられているが、いずれも高いエネルギーを必要とし、1000トンの酸素を生産するのに、2～4メガワット年（すなわち6～12×1013J）のエネルギーが必要である。 金属酸化物からの酸素抽出は有用な金属も生産するが、水を原料にすることはできない。 月の水
月の南極を飛行するLCROSS軌道による画像は、永久的な影の領域を示しています。
インドのチャンドラヤーン1軌道に搭載されたNASAのM3分光計が見た、月の南極（左）と北極（右）の表面氷の分布
いくつかの軌道からの累積証拠は、月の極の表面に水の氷が存在することを強く示しています。 が、そのほとんどは南極域にある。 しかし、これらのデータセットからの結果は、必ずしも相関があるわけではない。 恒久的に影になっている月面の累積面積は、北半球で13,361 km2、南半球で17,698 km2、合計31,059 km2であることが判明しています。 これらの永久影に覆われた領域の一部または全部に、水の氷やその他の揮発性物質がどの程度含まれているかは現在わかっていません。したがって、月の氷の堆積、その分布、濃度、量、配置、深さ、地盤の特性、その他抽出・処理システムを設計・開発するために必要なあらゆる特性に関するさらなるデータが必要とされています。 LCROSS軌道のカベウス・クレーターへの意図的な衝突をモニターし、結果として生じた破片プルームを分析した結果、水の氷はレゴリス全体に分布する小さな（< 〜10cm）個別の氷片、あるいは氷粒上の薄いコーティングという形態であるはずだと結論づけられました。
水は、水を含んだ彗星、小惑星、流星などの定期的な衝突によって、あるいは太陽風の水素イオン（プロトン）が酸素を含む鉱物に衝突して、地質学的な時間スケールで継続的に月に運ばれた可能性がある。
月の南極には、ほぼ一定の太陽光にさらされるクレーターの縁がある領域があり、クレーターの内部は永久に太陽光から遮られ、将来的に採掘できる水の氷を自然に捕捉して集めることができるのが特徴である。
水の分子 (H
2O) は、その元素である水素と酸素に分解され、水素分子 (H
2) と酸素分子 (O
2) を形成してロケットの二推進剤として使用したり、冶金や化学製造工程用の化合物を生成することができます。 推進剤の生産だけで、産業、政府、および学術専門家の合同委員会が推定したところ、月由来の推進剤の近い将来の年間需要は450トンで、処理済みの月水2,450トンに相当し、年間24億米ドルの収益を生むと特定された。 結合水素は豊富にあるが、地下への拡散、宇宙への逃亡、コールドトラップへの拡散がどの程度あるのか疑問が残る。 水素は、推進剤の製造に必要なほか、さまざまな産業的用途がある。 例えば、水素はイルメナイトの水素還元による酸素の生産に使用できる。
MetalsEdit
IronEdit
鉄（Fe）はすべての海盆に豊富に含まれるが（重量あたり約 14-17 %）、ほとんどはシリカ鉱物（すなわち輝石およびカンラン石）と低地では酸化鉱物イルメナイトに固定化されている。 抽出にはかなりのエネルギーが必要だが、月の磁気異常の中には、鉄を多く含む隕石片が残存していることが疑われるものがある。 この解釈が正しいかどうか、またそのような隕石の破片がどの程度利用可能であるかは、その場でのさらなる探査によってのみ判断できる。
レゴリスには、ニッケルやコバルトと自然に合金化した無料の鉄も 0.5 重量％存在し、粉砕後に簡単な磁石で簡単に取り出すことができる。 この鉄粉は、積層造形、3D 印刷、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー溶融（SLM）、電子ビーム溶融（EBM）などの粉末冶金技術を使って部品を作るために加工することができます。
チタン
チタンは鉄、アルミニウム、バナジウム、モリブデンなどと合金にして、航空宇宙用の強くて軽い合金を生産することができます。 チタンはほとんどイルメナイト（FeTiO3）という鉱物の中に5〜8重量％存在する。 また、イルメナイトという鉱物は、太陽風による水素（プロトン）を捕捉するため、イルメナイトを加工すると、月で貴重な元素である水素も生成される。 北西部近辺の広大な洪水玄武岩（Mare Tranquillitatis）は、月で最もチタン含有量が高く、地球の岩石の10倍ものチタンを含んでいます。
AluminiumEdit
アルミニウム（Al）は、斜長石鉱物系列のカルシウム族であるアノーサイト（CaAl
2Si
2O
8）という鉱物中に10～18重量％の範囲で存在することが確認されている。 アルミニウムは良質の電気伝導体であり、霧状にしたアルミニウムの粉末は、酸素と一緒に燃やすと良質の固体ロケット燃料になる。 アルミニウムの抽出には斜長石（CaAl2Si2O8）の分解も必要です。
シリコン編集
精製したシリコンの写真
シリコン（Si）はすべての月の物質で豊富に存在し、約20重量％の濃度に達しているメタロイドであり、月面に存在すると言われています。 太陽光を電気に変換するためのソーラーパネルアレイや、ガラス、ファイバーガラス、さまざまな有用なセラミックを生産するために非常に重要である。 585>
CalciumEdit
イタリアのヴェスヴィオ火山の玄武岩にあるアノーサイト結晶（サイズ：6.9 × 4.1 × 3.8 cm）
カルシウム（Ca）は月の高地で4番目に多い元素で、アノーサイト鉱物（式 CaAl
2Si
2O
8) に存在する。 酸化カルシウムやケイ酸カルシウムはセラミックスに有用なだけでなく、純粋なカルシウム金属は柔軟で、酸素のないところでは優れた電気伝導体となる。
カルシウムはシリコンベースの太陽電池の製造にも使用でき、月のシリコン、鉄、酸化チタン、カルシウム、アルミニウムを必要とする。
マグネシウム編集
マグネシウム（Mg）はマグマや月の鉱物の輝石とカンラン石に存在するので、月の地殻下部にはマグネシウムがより豊富にあることが疑われている。 マグネシウムは、航空宇宙、自動車、電子機器用の合金として多用されています。
希土類元素の編集
電気自動車やハイブリッド車、風力タービン、電子機器、クリーンエネルギー技術など、あらゆるものの製造に希土類元素が使用されている。 その名前に反して、希土類元素は、プロメチウムを除いて、地球の地殻に比較的豊富に存在します。 しかし、その地球化学的特性から、希土類元素は通常分散しており、希土類鉱物に濃縮されて見つかることはあまりなく、その結果、経済的に開発可能な鉱床はあまり多くありません。 主な埋蔵量は中国、カリフォルニア、インド、ブラジル、オーストラリア、南アフリカ、マレーシアに存在するが、世界のレアアース生産量の95%以上を中国が占めている。 (参照: 中国のレアアース産業)
現在の証拠では、希土類元素は地球上よりも月での存在量が少ないが、希土類鉱物は工業的に重要な光学、電気、磁気、触媒のさまざまな特性を示すため、NASAでは、採掘を有望な月資源と見なしている。
Helium-3 編集
ある推定によると、太陽風は100万トン以上のヘリウム-3（3He）を月面に沈着させたと言われています。 月面の物質には、陽の当たる場所では1.4～15ppbと推定される濃度のヘリウム3が含まれており、永久に影になっている地域では50ppbもの濃度で含まれている可能性がある。 1986年以来、多くの人が月のレゴリスを利用してヘリウム3を核融合に利用することを提案しているが、2020年現在、機能する実験用核融合炉は何十年も存在しているが、商業的に電力を供給したものはまだない。 ヘリウム3の濃度が低いため、採掘装置では非常に大量のレゴリスを処理する必要がある。 ある試算によると、1グラム（0.035オンス）のヘリウム3を得るためには、150トン以上のレゴリスを処理する必要がある。 中国は、月探査のための「中国月探査計画」を開始し、月面採掘、特に地球でのエネルギー源となるヘリウム3という同位元素の探索を検討している。 すべての著者がヘリウム3の地球外抽出が可能であると考えているわけではないし、仮に月からヘリウム3を抽出できたとしても、どの核融合炉の設計でも入力電力以上の核融合出力は得られておらず、目的を逸脱している。
炭素と窒素編集部
炭素（C）は月の鉄鋼の生産に必要だが、月のレゴリスに微量（82ppm）存在し、太陽風と微隕石の衝突で寄与している。 同位体として14N、15N、16Nが検出された。 炭素と固定窒素は、密閉された生物圏の中で農耕活動を行うために必要であろう。
建築用レゴリス編集
月の経済を発展させるには、月面に相当量のインフラストラクチャが必要であり、その開発には原位置資源利用（ISRU）技術に大きく依存することになる。 主な要件の1つは、居住地、貯蔵箱、着陸パッド、道路、その他のインフラを構築するための建設資材を提供することである。 レゴリスと呼ばれる未処理の月の土は、焼結、ホットプレス、液化、玄武岩鋳造法、3Dプリントなどの技術によって、使用可能な構造部品に変えることができます。 ガラスやガラス繊維は月での加工が容易で、玄武岩のガラス繊維70％とPETG30％を混合したようなガラス繊維を用いると、レゴリスの材料強度が劇的に向上することが分かった。 地球上では、MLS-1やMLS-2など、月のレゴリスの模擬物質を使った実験に成功している。
月の土は、機械的に動く部品には問題があるものの、直径50メートルまでの望遠鏡の鏡の製作にカーボンナノチューブやエポキシを混ぜることが可能である。 極付近のいくつかのクレーターは永久に暗く冷たいので、赤外線望遠鏡には好都合な環境です。
いくつかの提案は、地球から持ってきたモジュールを使って表面に月面基地を建設し、それを月の土で覆うことを提案しています。 月の土は、シリカと鉄を含む化合物の混合物で構成され、マイクロ波放射を使用してガラスのような固体に融合されるかもしれません。
欧州宇宙機関は2013年に独立した建築会社と協力して、月面基地として使用するために月のレゴリスで構築できる3Dプリント構造をテストしました。 3Dプリントされた月の土は、「放射線と温度の絶縁」の両方を提供します。 内部では、同じドーム形状の軽量加圧インフレータブルが、人類初の月面入植者の生活環境となるでしょう」
2014年初頭、NASAは南カリフォルニア大学で、コンタークラフティング3Dプリント技術をさらに開発するための小規模研究に資金を提供しました。 この技術の潜在的な用途には、最大 90% の月の材料で構成され、地球からの輸送を必要とする材料はわずか 10% の材料で月の構造物を構築することなどがあります。 NASAは、低出力（1500ワット）のマイクロ波を使って月のダストを焼結させる別の技術も検討しています。 月の材料は、融点よりやや低い1,200～1,500℃に加熱することで結合し、ナノ粒子のダストをセラミックのような固いブロックに融合させ、地球から結合材を輸送する必要がない。