SpaceX: Co 10 lat komercyjnych podróży kosmicznych przewiduje na przyszłość

W wielu branżach dekada to niewiele czasu na spowodowanie dramatycznych zmian, chyba że pojawi się coś destrukcyjnego - nowa technologia, model biznesowy lub projekt usługi. Przemysł kosmiczny cieszy się ostatnio wszystkimi trzema.

Ale 10 lat temu żadna z tych innowacji nie była gwarantowana. W rzeczywistości, 28 września 2008 r., Cała firma obserwowała i liczyła, że ​​ich flagowy produkt podjął ostateczną próbę po trzech niepowodzeniach. Gdy gotówka była niska, był to ostatni strzał. Ponad 21 000 kilogramów nafty i ciekłego tlenu zapalało się i napędzało dwa stopnie wspomagające z wyrzutni.

Zobacz także: SpaceX wyśle ​​roboty na Księżyc za Ispace w 2020 roku

Kiedy rakieta Falcon 1 z powodzeniem dotarła na orbitę i firma uzyskała kolejną umowę z NASA, SpaceX przetrwał swój „start-up”. Ten kamień milowy - pierwsza prywatnie opracowana rakieta napędzana cieczą, która osiągnie orbitę - zapoczątkował nowy przemysł kosmiczny, który zmienia nasz świat, na tej planecie i poza nią. Co wydarzyło się w następnych latach i co to znaczy iść naprzód?

Podczas gdy naukowcy zajmują się opracowywaniem nowych technologii, które zajmują się niezliczonymi problemami technicznymi przestrzeni kosmicznej, istnieje inny segment badaczy, w tym ja, badający kąt biznesowy i problemy operacyjne, przed którymi stoi ten nowy przemysł. W niedawnym artykule mój kolega Christopher Tang i ja badamy pytania, na które firmy muszą odpowiedzieć w celu stworzenia zrównoważonego przemysłu kosmicznego i umożliwienia ludziom ustanowienia pozaziemskich baz, asteroid kopalnianych i rozszerzenia podróży kosmicznych - wszystko podczas gdy rządy coraz częściej grają mniejsza rola w finansowaniu przedsiębiorstw kosmicznych. Wierzymy, że te rozwiązania biznesowe mogą zawierać mniej efektowny klucz do odblokowania galaktyki.

Nowy globalny przemysł kosmiczny

Kiedy Związek Radziecki rozpoczął program Sputnik, umieszczając satelitę na orbicie w 1957 r., Rozpoczął wyścig do kosmosu napędzany międzynarodową konkurencją i obawami przed zimną wojną. ZSRR i Stany Zjednoczone odegrały pierwszoplanowe role, łącząc serię „pierwszych” książek fonograficznych. Pierwszy rozdział wyścigu kosmicznego zakończył się historycznym lądowaniem księżyca Apollo 11 przez Neila Armstronga i Buzza Aldrina, które wymagało ogromnych inwestycji publicznych, rzędu 25,4 miliarda USD, prawie 200 miliardów dolarów w dzisiejszych dolarach.

Konkurs charakteryzował tę wczesną część historii kosmosu. Ostatecznie przekształciła się we współpracę, a Międzynarodowa Stacja Kosmiczna jest gwiazdą, ponieważ rządy pracowały nad wspólnymi celami. Teraz weszliśmy w nową fazę - otwartość - z prywatnymi, komercyjnymi firmami na czele.

Przemysł statków kosmicznych i startów satelitarnych staje się coraz bardziej skomercjalizowany, częściowo z powodu kurczących się budżetów rządowych. Według raportu firmy inwestycyjnej Space Angels, rekordowe 120 firm venture capital zainwestowało w zeszłym roku ponad 3,9 miliarda dolarów w prywatne przedsiębiorstwa kosmiczne. Przemysł kosmiczny również staje się globalny, nie zdominowany już przez rywali z zimnej wojny, Stany Zjednoczone i ZSRR.

W 2018 r. Do tej pory wystartowały 72 orbity, średnio dwa razy w tygodniu, z platform startowych w Chinach, Rosji, Indiach, Japonii, Gwinei Francuskiej, Nowej Zelandii i USA.

Zwiększenie liczby startów orbitalnych rzeczywistych rakiet, a także startów statków kosmicznych, w tym satelitów i sond uruchamianych z kosmosu, zbiega się z tą otwartością w ciągu ostatniej dekady.

Więcej rządów, firm, a nawet amatorów angażuje się w różne wyprawy kosmiczne niż kiedykolwiek wcześniej. W przypadku większej liczby podmiotów innowacja rozkwitła. Jak zauważa Roberson w Digital Trends: „Prywatne komercyjne loty kosmiczne. Nawet eksploracja Księżyca, wydobycie i kolonizacja - nagle wszystko staje na stole, dzięki czemu wyścig o przestrzeń kosmiczną jest dziś ważniejszy niż w latach ”.

Tę żywotność widać wyraźnie w wiadomościach. 21 września Japonia ogłosiła, że ​​dwa z jej bezzałogowych łazików, nazwane Minerva-II-1, wylądowały na małej, odległej asteroidzie. Z perspektywy, skala tego lądowania jest podobna do uderzenia 6-centymetrowego celu z odległości 20 000 kilometrów. A na początku tego roku ludzie na całym świecie patrzyli z podziwem, jak rakieta Falcon Heavy SpaceX z powodzeniem wystartowała i - bardziej imponująco - zwróciła dwa wzmacniacze na lądowisko w zsynchronizowanym balecie o epickich proporcjach.

Wyzwania i możliwości

Wśród wzrostu kapitału, firm i wiedzy zarówno naukowcy, jak i praktycy muszą dowiedzieć się, w jaki sposób jednostki powinny zarządzać swoimi codziennymi operacjami, organizować łańcuch dostaw i rozwijać zrównoważone operacje w przestrzeni kosmicznej. Jest to skomplikowane przez przeszkody w przestrzeni: odległość, grawitacja, niegościnne środowiska i niedostatek informacji.

Jednym z największych wyzwań jest zdobycie rzeczy, które ludzie chcą w przestrzeni kosmicznej. Produkcja wszystkiego na Ziemi, a następnie uruchomienie jej za pomocą rakiet, jest kosztowne i restrykcyjne. Firma o nazwie Made In Space stosuje inne podejście, utrzymując zakład produkcji dodatków na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i druk 3D w przestrzeni kosmicznej. Narzędzia, części zamienne i urządzenia medyczne dla załogi mogą być tworzone na żądanie. Korzyści obejmują większą elastyczność i lepsze zarządzanie zapasami na stacji kosmicznej. Ponadto niektóre produkty mogą być produkowane lepiej w przestrzeni kosmicznej niż na Ziemi, takie jak czysty światłowód.

Jak firmy powinny określać wartość produkcji w kosmosie? Gdzie należy budować pojemność i jak ją zwiększać? Poniższy rysunek przerywa pochodzenie i przeznaczenie towarów między Ziemią a przestrzenią i porządkuje produkty w ćwiartki. Ludzie opanowali dolny lewy kwadrant, wykonany na Ziemi - do użytku na Ziemi. Poruszając się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, każdy kwadrant wprowadza nowe wyzwania, dla których mamy coraz mniej wiedzy.

Po raz pierwszy zainteresowałem się tym szczególnym problemem, ponieważ wysłuchałem panelu ekspertów w dziedzinie robotyki omawiającego budowę kolonii na Marsie (w naszym trzecim kwadrancie). Nie możesz budować struktur na Ziemi i łatwo wysyłać je na Marsa, więc musisz tam produkować. Jednak umieszczenie budowniczych w tym ekstremalnym środowisku jest równie problematyczne. Zasadniczo może być wymagany zupełnie nowy sposób produkcji przy użyciu robotów i automatyzacji wysłannika z wyprzedzeniem.

Zasoby w przestrzeni kosmicznej

Można się zastanawiać, skąd bierze się materiały do ​​produkcji w kosmosie, ale w rzeczywistości jest mnóstwo zasobów: Metale do produkcji można znaleźć w asteroidach, woda na paliwo rakietowe jest zamrożona jako lód na planetach i księżycach, a rzadkie elementy, takie jak hel - 3 dla energii są osadzone w skorupie księżyca. Gdybyśmy sprowadzili ten konkretny izotop z powrotem na Ziemię, moglibyśmy wyeliminować naszą zależność od paliw kopalnych.

Jak wykazało ostatnie lądowanie asteroidy Minerva-II-1, ludzie zdobywają wiedzę techniczną, aby zlokalizować i nawigować do tych materiałów. Ale wydobycie i transport to pytania otwarte.

Jak te przypadki zmieniają ekonomię w przemyśle kosmicznym? Już teraz firmy takie jak Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries i Asterank organizują te możliwości. A uczeni zaczynają opisywać, jak poruszać kwestie praw własności, wyzysku i partnerstwa.

Zagrożenia ze śmieci kosmicznych

Film „Gravity” rozpoczyna się eksplozją rosyjskiego satelity, która uruchamia reakcję łańcuchową zniszczenia dzięki gruzom uderzającym w prom kosmiczny, teleskop Hubble'a i część Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Sekwencja, choć nie do końca wiarygodna, jak napisano, jest bardzo realnym zjawiskiem. W rzeczywistości w 2013 r. Rosyjski satelita rozpadł się, gdy został trafiony fragmentami chińskiego satelity, który eksplodował w 2007 r. Znany jako efekt Kesslera, zagrożenie ze strony 500 000 plus kawałków kosmicznych już zwróciło uwagę w polityce publicznej koła. Jak zapobiegać, zmniejszać lub ograniczać to ryzyko? Określenie ilościowe wpływu przemysłu kosmicznego na środowisko i zajęcie się zrównoważonymi działaniami jeszcze nie nastąpiło.

Co dalej?

To prawda, że ​​przestrzeń staje się kolejnym miejscem do prowadzenia interesów. Istnieją firmy, które zajmą się logistyką dostarczania modułu przeznaczonego na kosmos na pokład rakiety; są firmy, które będą latać tymi rakietami na Międzynarodową Stację Kosmiczną; są też inne, które mogą tam stworzyć część zamienną.

Co jest następne? W pewnym sensie to ktoś zgaduje, ale wszystkie oznaki wskazują, że ta nowa branża idzie naprzód. Nowy przełom może zmienić prędkość, ale kurs wydaje się być ustalony: eksploracja dalej od domu, czy to księżyca, asteroid czy Marsa. Trudno uwierzyć, że 10 lat temu premiery SpaceX jeszcze nie odniosły sukcesu. Dziś tętniący życiem sektor prywatny składa się z wielu firm zajmujących się wszystkim, od komercyjnych statków kosmicznych i napędów rakietowych po kosmiczne wydobycie i produkcję żywności. Kolejnym krokiem jest praca nad utrwaleniem praktyk biznesowych i dojrzałością branży.

Zobacz także: Ten nieustraszony 17-latek to najlepszy zakład Ameryki na zrobienie tego na Marsie

Stojąc w dużej sali na University of Pittsburgh w ramach konferencji White House Frontiers, widzę przyszłość. Owinięte wokół mojej głowy są najnowocześniejsze gogle rzeczywistości wirtualnej. Patrzę na powierzchnię Marsa. Każdy szczegół jest natychmiastowy i wyraźny. To nie jest tylko gra wideo lub ćwiczenie bezcelowe. Społeczność naukowa przeznaczyła środki na takie wysiłki, ponieważ eksploracja poprzedzona jest informacjami. A kto wie, może za 10 lat, ktoś stanie na rzeczywistej powierzchni Marsa.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Joela Wootena. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.