SpaceX: Aké desaťročné roky predpovedá komerčná vesmírna cesta pre budúcnosť

V mnohých priemyselných odvetviach je desaťročie sotva dosť času na to, aby spôsobilo dramatické zmeny, pokiaľ nenastane niečo rušivé - nová technológia, obchodný model alebo dizajn služieb. Vesmírny priemysel sa v poslednej dobe teší všetkým trom.

Ale pred 10 rokmi nebola zaručená žiadna z týchto inovácií. V skutočnosti, 28. septembra 2008, celá spoločnosť sledovala a dúfala, že ich vlajková loď sa pokúsi o konečný štart po troch zlyhaniach. S nízkymi hotovosťami to bol posledný výstrel. Viac ako 21 000 kilogramov petroleja a tekutého kyslíka sa zapálilo a poháňalo dve boosterové stupne mimo odpaľovacieho zariadenia.

Pozri tiež: SpaceX pošle roboty na Mesiac pre Ispace v roku 2020

Keď raketa Falcon 1 úspešne dosiahla obežnú dráhu a spoločnosť zabezpečila následnú zmluvu s NASA, SpaceX prežil svoj „štartovací ponor“. Tento míľnik - prvá súkromne vyvinutá raketa na kvapalné palivo na obežnú dráhu - zapálila nový vesmírny priemysel, ktorý mení náš svet, na tejto planéte i mimo nej. Čo sa stalo v uplynulých rokoch a čo to znamená ísť vpred?

Zatiaľ čo vedci pracujú na vývoji nových technológií, ktoré sa zaoberajú nespočetnými technickými problémami vesmíru, existuje ďalší segment výskumníkov, vrátane mňa, skúmaním obchodného uhla a prevádzkových problémov, ktorým tento nový priemysel čelí. Môj kolega Christopher Tang a ja v nedávnej štúdii skúmame otázky, ktoré musia firmy odpovedať, aby vytvorili udržateľný vesmírny priemysel a umožnili ľuďom vytvoriť mimozemské základne, moje asteroidy a rozšíriť vesmírne cestovanie - a to napriek tomu, že vlády hrajú čoraz viac menšiu úlohu vo financovaní vesmírnych podnikov. Sme presvedčení, že tieto obchodné riešenia môžu mať menej očarujúci kľúč na odomknutie galaxie.

Nový globálny vesmírny priemysel

Keď Sovietsky zväz spustil svoj program Sputnik, ktorý v roku 1957 umiestnil satelit na obežnú dráhu, odštartovali preteky do vesmíru poháňané medzinárodnou súťažou a strachom zo studenej vojny. Sovietsky zväz a Spojené štáty hrali primárne úlohy, spojili sériu „prvenstiev“ pre knihy kníh. Prvá kapitola vesmírneho preteku vyvrcholila historickým pristátím Neila Armstronga a Buzza Aldrina Apolla 11, ktoré si vyžiadalo obrovské verejné investície v objeme 25,4 miliardy USD, čo je takmer 200 miliárd dolárov v dnešných dolároch.

Súťaž charakterizovala túto skorú časť histórie vesmíru. Nakoniec, to sa vyvinulo do spolupráce, pričom Medzinárodná vesmírna stanica je hviezdnym príkladom, keďže vlády pracovali na spoločných cieľoch. Teraz sme vstúpili do novej fázy - otvorenosti - so súkromnými komerčnými spoločnosťami, ktoré stoja na čele.

Priemysel pre kozmické lode a satelitné vysielanie sa stáva komercializovanejším, čo je čiastočne spôsobené zmenšujúcimi sa štátnymi rozpočtami. Podľa správy investičnej spoločnosti Space Angels investovalo v minulom roku rekordných 120 spoločností rizikového kapitálu viac ako 3,9 miliardy USD do súkromných vesmírnych podnikov. Vesmírny priemysel sa tiež stáva globálnym, už nie je ovládaný súpermi studenej vojny, Spojenými štátmi a ZSSR.

K dnešnému dňu sa v roku 2018 uskutočnilo 72 orbitálnych štartov, v priemere dva týždne, z odpalovacích plôch v Číne, Rusku, Indii, Japonsku, Francúzskej Guinei, na Novom Zélande av USA.

Uptick v okružných vypustení skutočných rakiet, ako aj štartov kozmických lodí, ktoré zahŕňajú satelity a sondy vypustené z vesmíru, sa zhoduje s touto otvorenosťou za posledné desaťročie.

Viaceré vlády, firmy a dokonca aj amatéri sa zapájajú do rôznych spustení kozmických lodí ako kedykoľvek predtým. S väčším zapojením subjektov sa inovácie rozrástli. Ako poznamenáva Roberson v Digital Trends, „Private, commercial spaceflight. Dokonca aj lunárny prieskum, baníctvo a kolonizácia - to je zrazu všetko na stole, čím sa závod o vesmír dnes stáva životne dôležitejším, ako sa cítil v rokoch. “ T

Túto vitalitu možno vidieť jednoducho v správach. 21. septembra Japonsko oznámilo, že dvaja z jeho bezpilotných roverov, prezývaní Minerva-II-1, pristáli na malom vzdialenom asteroide. Z hľadiska perspektívy je rozsah tohto pristátia podobný úderu 6-centimetrového cieľa z vzdialenosti 20 000 kilometrov. Začiatkom tohto roka ľudia na celom svete sledovali, ako raketa SpaceX Falcon Heavy úspešne spustila a - impozantnejšie - vrátila svoje dva zosilňovače do pristávacej plošiny v synchronizovanom balete epických rozmerov.

Výzvy a príležitosti

Uprostred rastu kapitálu, firiem a vedomostí musia výskumníci aj odborníci zistiť, ako by subjekty mali riadiť svoje každodenné činnosti, organizovať svoj dodávateľský reťazec a rozvíjať udržateľné operácie vo vesmíre. Je to komplikované prekážkami, ktoré predstavuje priestor, gravitácia, nehostinné prostredie a nedostatok informácií.

Jednou z najväčších výziev je skutočne dostať veci, ktoré ľudia chcú vo vesmíre, do vesmíru. Výroba všetkého na Zemi a potom spustenie rakiet je drahé a reštriktívne. Spoločnosť s názvom Made In Space zaujíma iný prístup tým, že udržiava aditívne výrobné zariadenie na Medzinárodnej vesmírnej stanici a 3D tlač priamo v priestore. Náradie, náhradné diely a zdravotnícke pomôcky pre posádku môžu byť vytvorené na požiadanie. Výhody zahŕňajú väčšiu flexibilitu a lepšiu správu zásob na vesmírnej stanici. Okrem toho môžu byť určité produkty vyrábané lepšie v priestore ako na Zemi, ako je napríklad čisté optické vlákno.

Ako by mali spoločnosti určiť hodnotu výroby vo vesmíre? Kde by sa mala vybudovať kapacita a ako by sa mala zvýšiť? Obrázok nižšie rozdeľuje pôvod a cieľ tovaru medzi Zemou a vesmírom a zariaďuje produkty do kvadrantov. Ľudia zvládli dolný ľavý kvadrant, vyrobený na Zemi - pre použitie na Zemi. Odtiaľto sa každý kvadrant pohybuje v smere hodinových ručičiek a prináša nové výzvy, pre ktoré máme menej a menej skúseností.

Prvýkrát som sa začal zaujímať o tento konkrétny problém, keď som počúval odborníkov na robotiku, ktorí diskutovali o budovaní kolónie na Marse (v našom treťom kvadrante). Nemôžete stavať štruktúry na Zemi a jednoducho ich posielať na Mars, takže tam musíte vyrábať. Problematické je však aj to, aby sa stavitelia stavali do extrémneho prostredia. V podstate môže byť potrebný úplne nový spôsob výroby pomocou robotov a automatizácie v predstihu vyslanca.

Zdroje vo vesmíre

Možno by ste sa čudovali, kde sa nachádzajú materiály na výrobu vo vesmíre, ale v skutočnosti existuje množstvo zdrojov: kovy na výrobu možno nájsť v asteroidoch, voda na raketové palivo je zmrazená ako ľad na planétach a mesiacoch a vzácne prvky, ako je hélium. 3 pre energiu sú zapustené v kôre mesiaca. Ak by sme tento konkrétny izotop priniesli späť na Zem, mohli by sme eliminovať našu závislosť od fosílnych palív.

Ako ukázali nedávne pristátia asteroidov Minerva-II-1, ľudia získavajú technické know-how na lokalizáciu a navigáciu k týmto materiálom. Ťažba a doprava sú otvorené otázky.

Ako tieto prípady menia ekonomiku vo vesmírnom priemysle? Spoločnosti ako Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries a Asterank organizujú tieto príležitosti. A učenci začínajú načrtnúť, ako sa orientovať v otázkach majetkových práv, vykorisťovania a partnerstiev.

Hrozby z vesmírneho odpadu

Film „Gravity“ sa otvára ruským satelitom, ktorý vybuchuje, čo zapríčiňuje reťazovú reakciu deštrukcie vďaka troskám, ktoré zasiahnu raketoplán, teleskop HST a časť Medzinárodnej vesmírnej stanice. Sekvencia, aj keď nie je úplne hodnoverná, ako je napísané, je veľmi reálnym javom. V skutočnosti sa v roku 2013 rozpadol ruský satelit, keď bol zasiahnutý fragmentmi čínskeho satelitu, ktorý explodoval v roku 2007. Známy ako Kesslerov jav, nebezpečenstvo z 500 000 kusov vesmírneho odpadu už získalo určitú pozornosť vo verejnej politike kruhy. Ako zabrániť tomuto riziku, znížiť ho alebo ho zmierniť? Kvantifikácia vplyvu vesmírneho priemyslu na životné prostredie a riešenie trvalo udržateľných operácií sa ešte len čaká.

Čo bude ďalej?

Je pravda, že priestor sa stáva len ďalším miestom na podnikanie. Existujú spoločnosti, ktoré sa postarajú o logistiku získania vášho modulu určeného pre vesmír na palube rakety; existujú spoločnosti, ktoré prelietajú rakety na Medzinárodnú vesmírnu stanicu; a tam sú iní, ktorí môžu urobiť náhradný diel raz.

Čo príde ďalej? V istom zmysle je to niekto hádať, ale všetky náznaky poukazujú na to, že tento nový priemysel napreduje. Nový prielom mohol zmeniť rýchlosť, ale zdá sa, že kurz je nastavený: skúmanie ďalej od domova, či už je to mesiac, asteroidy alebo Mars. Je ťažké uveriť, že pred 10 rokmi boli SpaceX spustené. V súčasnosti je živým súkromným sektorom množstvo spoločností, ktoré pracujú na všetkom, od komerčných kozmických lodí a raketových pohonov až po ťažbu vesmíru a výrobu potravín. Ďalším krokom je práca na upevnení podnikateľských postupov a vyspelého priemyslu.

Pozri tiež: Táto Nebojácna 17-ročná Je Amerika je najlepšia stávka na to, aby sa na Mars

Budem stáť vo veľkej sále na univerzite v Pittsburghu ako súčasť Konferencie Bieleho domu hraníc. Okolo mojej hlavy sú najmodernejšie okuliare virtuálnej reality. Pozerám sa na povrch Marsu. Každý detail je okamžitý a ostrý. Toto nie je len videohra alebo bezcieľové cvičenie. Vedecká komunita naliala do tohto úsilia zdroje, pretože ich prieskumu predchádza informácia. A kto vie, možno 10 rokov, niekto bude stáť na skutočnom povrchu Marsu.

Tento článok bol pôvodne publikovaný na The Conversation od Joela Wootena. Prečítajte si pôvodný článok.