SpaceX: Jaké desetileté předpovědi komerčního vesmírného cestování pro budoucnost

V mnoha průmyslových odvětvích je desetiletí sotva dost času na to, aby způsobilo dramatické změny, pokud nepřichází něco rušivého - nová technologie, obchodní model nebo design služeb. Vesmírný průmysl se v poslední době těší všem třem.

Ale před deseti lety nebyla zaručena žádná z těchto inovací. Ve skutečnosti, 28. září 2008, celá společnost sledovala a doufala, že jejich vlajková loď se pokusila o poslední spuštění po třech selháních. S nízkými hotovostmi to byl poslední výstřel. Více než 21 000 kilogramů petroleja a tekutého kyslíku vznítilo a pohánělo dvě pomocné fáze mimo odpalovací zařízení.

Viz také: SpaceX bude posílat roboty na Měsíc pro Ispace v roce 2020

Když raketa Falcon 1 úspěšně dorazila na oběžnou dráhu a společnost zajistila následnou smlouvu s NASA, SpaceX přežil svůj „start“. Tento milník - první soukromě vyvinutá raketa na kapalné palivo, která se dostala na oběžnou dráhu - podnítila nový vesmírný průmysl, který mění náš svět, na této planetě i mimo ni. Co se stalo v uplynulých letech a co to znamená jít vpřed?

Zatímco vědci jsou zaneprázdněni vyvíjením nových technologií, které se zabývají nesčetnými technickými problémy vesmíru, existuje další segment výzkumných pracovníků, včetně sebe, zkoumání obchodního úhlu a provozních problémů, kterým tento nový průmysl čelí. Můj kolega Christopher Tang a já v nedávné studii zkoumáme otázky, které firmy musí zodpovědět, aby vytvořily udržitelné kosmické odvětví a umožnily lidem zřídit mimozemské základny, miny asteroidy a rozšířit cestování vesmírem - to vše v době, kdy vlády hrají stále více. menší roli ve financování kosmických podniků. Domníváme se, že tato obchodní řešení mohou držet méně okouzlující klíč k odemknutí galaxie.

Nový globální vesmírný průmysl

Když Sovětský svaz zahájil svůj program Sputnik, který v roce 1957 umístil satelit na oběžné dráze, odstartovali závod ve vesmíru, který byl poháněn mezinárodní konkurencí a obavami studené války. Sovětský svaz a Spojené státy hrály primární role, spojovat sérii “nejprve” pro záznamové knihy. První kapitola vesmírného závodu vyvrcholila historickým přistáním Neil Armstronga a Buzz Aldrina Apollo 11, které vyžadovalo obrovské veřejné investice v řádu 25,4 miliardy USD, což je téměř 200 miliard dolarů v dnešních dolarech.

Soutěž charakterizovala tuto časnou část historie vesmíru. Nakonec, to se vyvinulo do spolupráce, s mezinárodní kosmickou stanicí být hvězdný příklad, jak vlády pracovaly na sdílených cílech. Nyní jsme vstoupili do nové fáze - otevřenosti - s privátními komerčními společnostmi, které stojí na čele.

Odvětví kosmických lodí a družicových startů se stává komercializovanějším, což je částečně způsobeno zmenšováním vládních rozpočtů. Podle zprávy investiční společnosti Space Angels investovalo loni rekordních 120 firem rizikového kapitálu více než 3,9 miliardy USD do soukromých vesmírných podniků. Vesmírný průmysl se také stává globálním, již není ovládán soupeři studené války, Spojenými státy a SSSR.

V roce 2018 doposud bylo zahájeno 72 orbitálních startů, v průměru dva za týden, z odpalovacích ramen v Číně, Rusku, Indii, Japonsku, Francouzské Guineji, Novém Zélandu a USA.

Uptick v orbitálních startech skutečných raket, stejně jako startů kosmických lodí, který zahrnuje satelity a sondy vypuštěné z vesmíru, se shoduje s touto otevřeností za poslední desetiletí.

Více vlád, firem a dokonce i amatérů se zapojuje do různých startů kosmických lodí než kdy předtím. S více zapojenými subjekty se inovace rozvíjela. Jak poznamenává Roberson v časopisech Digital Trends, „Private, komerční spaceflight. Dokonce i průzkum, těžba a kolonizace - to je najednou všechno na stole a dnes je život ve vesmíru životně důležitější, než se cítil v letech. “

Vidíme tuto vitalitu jasně ve zprávách. Dne 21. září Japonsko oznámilo, že dva z jeho bezpilotních roverů, přezdívaných Minerva-II-1, přistáli na malém vzdáleném asteroidu. Z hlediska výhledu je rozsah tohoto přistání podobný úderu 6-ti centimetrového cíle ze vzdálenosti 20 000 kilometrů. A začátkem tohoto roku se lidé na celém světě v úžasu dívali, jak raketa SpaceX Falcon Heavy úspěšně vypustila a - více působivě - vrátila své dva posilovače na přistávací plochu v synchronizovaném baletu epických rozměrů.

Výzvy a příležitosti

Uprostřed růstu kapitálu, firem a znalostí musí výzkumní pracovníci i praktici zjistit, jak by subjekty měly řídit své každodenní operace, organizovat svůj dodavatelský řetězec a rozvíjet udržitelné operace ve vesmíru. To komplikují překážkové prostorové pozice: vzdálenost, gravitace, nehostinné prostředí a nedostatek informací.

Jedna z největších výzev spočívá ve skutečném získávání věcí, které lidé chtějí ve vesmíru, do vesmíru. Výroba všeho na Zemi a jeho spouštění raketami je drahá a restriktivní. Společnost s názvem Made In Space zaujímá odlišný přístup tím, že udržuje zařízení na výrobu přísad na Mezinárodní kosmické stanici a 3D tisk přímo v prostoru. Nástroje, náhradní díly a zdravotnické prostředky pro posádku mohou být vytvořeny na vyžádání. Mezi výhody patří větší flexibilita a lepší správa zásob na vesmírné stanici. Kromě toho mohou být určité produkty vyráběny lépe ve vesmíru než na Zemi, jako je čisté optické vlákno.

Jak by měly společnosti určit hodnotu výroby ve vesmíru? Kde by měla být vybudována kapacita a jak by měla být rozšířena? Obrázek níže rozděluje počátek a cíl zboží mezi Zemí a vesmírem a uspořádává produkty do kvadrantů. Lidé zvládli levý dolní kvadrant, vyrobený na Zemi - pro použití na Zemi. Odtud se každý kvadrant pohybuje ve směru hodinových ručiček a přináší nové výzvy, pro které máme méně a méně odborných znalostí.

Nejprve jsem se začal zajímat o tento konkrétní problém, když jsem poslouchal panel odborníků na robotiku, kteří diskutují o budování kolonie na Marsu (v našem třetím kvadrantu). Nemůžete stavět struktury na Zemi a snadno je posílat na Mars, takže tam musíte vyrábět. Stejně problematická je však stavba lidí v tomto extrémním prostředí. V zásadě může být vyžadován zcela nový způsob výroby pomocí robotů a automatizace v předstihu.

Zdroje ve vesmíru

Možná byste se divili, kde se získávají materiály pro výrobu ve vesmíru, ale ve skutečnosti je dostatek zdrojů: Kovy pro výrobu lze nalézt v asteroidech, voda pro raketové palivo je zmrazena jako led na planetách a měsících a vzácné prvky, jako je helium- 3 pro energii jsou uloženy v kůře měsíce. Pokud bychom tento konkrétní izotop přivedli zpět na Zemi, mohli bychom eliminovat naši závislost na fosilních palivech.

Jak ukázaly nedávné přistání asteroidu Minerva-II-1, lidé získávají technické know-how, aby mohli tyto materiály najít a navigovat. Extrakce a doprava jsou otevřenými otázkami.

Jak tyto případy mění ekonomiku ve vesmírném průmyslu? Společnosti jako Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries a Asterank organizují tyto příležitosti. A učenci začínají načrtávat, jak se orientovat v otázkách majetkových práv, vykořisťování a partnerství.

Hrozby z vesmírného odpadu

Film „Gravity“ se otevírá ruským satelitem, který vybuchuje, což způsobuje řetězovou reakci destrukce díky troskám zasaženým raketoplánem, teleskopu HST a části Mezinárodní kosmické stanice. Posloupnost, i když není naprosto věrohodná, jak je psáno, je velmi reálným jevem. Ve skutečnosti se v roce 2013 rozpadl ruský satelit, když byl zasažen fragmenty čínského satelitu, který explodoval v roce 2007. Známý jako Kesslerův efekt, nebezpečí z 500 000 kusů vesmírného odpadu již získalo určitou pozornost ve veřejné politice. kruhy. Jak lze tomuto riziku zabránit, snížit ho nebo zmírnit? Kvantifikace dopadu vesmírného průmyslu na životní prostředí a řešení udržitelných operací je stále na příštím místě.

Co bude dál?

Je pravda, že prostor se stává dalším místem podnikání. Existují společnosti, které se postarají o logistiku, jak dostat váš modul pro určení místa na palubu rakety; existují společnosti, které budou tyto rakety létat na Mezinárodní kosmickou stanici; a tam jsou jiní, kteří mohou udělat náhradní díl jednou tam.

Co bude dál? V jednom smyslu je to někdo, kdo hádá, ale všechny známky ukazují na to, že tento nový průmysl se vyvíjí dopředu. Nový průlom by mohl změnit rychlost, ale zdá se, že kurz je nastaven: zkoumání dál od domova, ať už je to měsíc, asteroidy nebo Mars. Je těžké uvěřit, že před 10 lety, SpaceX starty byly ještě úspěšné. Dnes je pulzující soukromý sektor tvořen desítkami firem, které pracují na všem, od komerčních kosmických lodí a raketových pohonů až po těžbu vesmíru a výrobu potravin. Dalším krokem je snaha o upevnění obchodních praktik a zralé odvětví.

Viz také: Tento neohrožený 17-letý Američan je nejlepší sázka na to, aby se dostal na Mars

Stojící ve velkém sále na Pittsburské univerzitě v rámci Konference hranic Bílého domu vidím budoucnost. Omotané kolem hlavy jsou nejmodernější virtuální reality brýle. Dívám se na povrch Marsu. Každý detail je okamžitý a ostrý. Toto není jen videohra nebo bezcílné cvičení. Vědecká komunita nalila prostředky do takových snah, protože průzkumu předchází informace. A kdo ví, možná o deset let bude někdo stát na skutečném povrchu Marsu.

Tento článek byl původně publikován na Konverzaci Joela Wootena. Přečtěte si originální článek zde.