SpaceX: Hvilke 10 års kommerciel rumrejser forudsiger fremtiden

I mange brancher er et årti næppe nok tid til at forårsage dramatiske ændringer, medmindre noget forstyrrende kommer sammen - en ny teknologi, forretningsmodel eller service design. Rumbranchen har for nylig nyder alle tre.

Men for 10 år siden var ingen af ​​disse innovationer garanteret. Faktisk, den 28. september 2008 så et helt firma på og håbede, da deres flagskibsprodukt forsøgte en endelig lancering efter tre fejl. Med kontanter kører lavt, var dette det sidste skud. Over 21.000 kg petroleum og flydende ilt blev tændt og drevet to boosterstrækninger fra launchpad.

Se også: SpaceX vil sende robotter til månen til Ispace i 2020

Da den Falcon 1-raket med succes nåede kredsløb, og selskabet sikrede en efterfølgende kontrakt med NASA, havde SpaceX overlevet sin "startup dip". Den milepæl - den første privat udviklede flydende brændstråle til at nå bane - antændte en ny rumbranche, der ændrer vores verden på denne planet og videre. Hvad er der sket i de mellemliggende år, og hvad betyder det fremadrettet?

Mens forskere har travlt med at udvikle nye teknologier, der løser de utallige tekniske problemer i rummet, er der et andet segment af forskere, herunder mig selv, der studerer forretningsvinklen og de operative problemer, der står over for denne nye industri. I en nylig papir undersøger min kollega Christopher Tang og jeg de spørgsmål, som virksomhederne skal svare for at skabe en bæredygtig rumindustri og gøre det muligt for mennesker at etablere udenjordiske baser, mine asteroider og udbrede rumrejser - alle sammen med regeringerne i stigende grad mindre rolle i finansieringen af ​​rumvirksomheder. Vi mener, at disse forretningsløsninger kan rumme den mindre glamourøse nøgle til at låse op for galaksen.

Den Nye Globale Rumindustri

Da Sovjetunionen lancerede deres Sputnik-program, satte en satellit i kredsløb i 1957, slog de af et løb til rummet, der blev drevet af international konkurrence og frygt for den kalde krig. Sovjetunionen og De Forenede Stater spillede de primære roller og sammenkædede en række "firsts" til pladeselskaberne. Det første kapitel i rumløbet kulminerede med Neil Armstrong og Buzz Aldrins historiske Apollo 11 månelanding, der krævede massive offentlige investeringer i størrelsesordenen 25,4 mia. USD, næsten 200 mia. Dollars i dagens dollars.

Konkurrence karakteriserede denne tidlige del af rumhistorien. Til sidst udviklede sig det til samarbejde, idet den internationale rumstation var et fremragende eksempel, da regeringerne arbejdede mod fælles mål. Nu er vi kommet ind i en ny fase - åbenhed - med private, kommercielle virksomheder, der fører vejen.

Industrien for rumfartøjer og satellitbaserede lanceringer bliver mere kommercialiseret, delvis som følge af at formindske de offentlige budgetter. Ifølge en rapport fra investeringsselskabet Space Angels investerede et rekord 120 venturekapitalfirmaer over 3,9 mia. Dollars i private rumvirksomheder sidste år. Rumindustrien bliver også global, ikke længere domineret af den kolde krigs rivaler, USA og Sovjetunionen.

I 2018 hidtil har der været 72 orbitale lanceringer, gennemsnitligt to gange om ugen, fra launch pads i Kina, Rusland, Indien, Japan, Fransk Guinea, New Zealand og USA

Opslaget i orbitale lanceringer af faktiske raketter samt rumfartøjer, der indeholder satellitter og sonder, der blev lanceret fra rummet, falder sammen med denne åbenhed i det seneste årti.

Flere regeringer, firmaer og endda amatører engagerer sig i forskellige rumfartøjer, der lanceres end nogensinde før. Med flere involverede enheder har innovation blomstret. Som Roberson noterer i Digital Trends, "Privat, kommerciel rumflyvning. Selv månens efterforskning, minedrift og kolonisering - det er pludselig alt på bordet, hvilket gør kappløbet til rummet i dag mere afgørende, end det har følt i år."

Man kan se denne vitalitet tydeligt i nyhederne. Den 21. september meddelte Japan, at to af sine ubemandede rovers, dubbet Minerva-II-1, havde landet på en lille, fjern asteroide. Til perspektiv svarer skalaen for denne landing til at ramme et 6 centimeter mål fra 20.000 kilometer væk. Og tidligere i år så folk over hele verden i ærefrygt, da SpaceX's Falcon Heavy raket blev lanceret og - mere imponerende - returnerede sine to boostere til en landingsstang i en synkroniseret ballet af episke proportioner.

Udfordringer og muligheder

I takt med væksten i kapital, virksomheder og viden skal både forskere og praktikere finde ud af, hvordan enheder skal styre deres daglige drift, organisere deres forsyningskæde og udvikle bæredygtige operationer i rummet. Dette er kompliceret af hurdlerne rum udgør: afstand, tyngdekraften, ugjestmiljøet miljø og information knappe.

En af de største udfordringer indebærer faktisk at få de ting, folk ønsker i rummet, ind i rummet. Produktion alt på jorden og derefter lancere det med raketter er dyrt og restriktivt. Et firma kaldet Made In Space tager en anden tilgang ved at opretholde en additiv fremstillingsvirksomhed på den internationale rumstation og 3D-tryk lige i rummet. Værktøj, reservedele og medicinsk udstyr til besætningen kan alle oprettes efter behov. Fordelene omfatter mere fleksibilitet og bedre lagerstyring på rumstationen. Derudover kan visse produkter produceres bedre i rummet end på jorden, såsom ren optisk fiber.

Hvordan skal virksomheder bestemme værdien af ​​fremstilling i rummet? Hvor skal kapaciteten opbygges, og hvordan skal den opskaleres? Figuren nedenfor bryder op oprindelsen og bestemmelsen af ​​varer mellem jord og rum og arrangerer produkter i kvadranter. Mennesker har mestret den nedre venstre kvadrant, lavet på jorden - til brug på jorden. Når der flyttes med uret derfra, introducerer hver kvadrant nye udfordringer, for hvilke vi har mindre og mindre ekspertise.

Jeg blev først interesseret i dette særlige problem, da jeg lyttede til et panel af robotikeksperter diskutere at opbygge en koloni på Mars (i vores tredje kvadrant). Du kan ikke bygge bygningerne på Jorden og sende dem nemt til Mars, så du skal fremstille der. Men at sætte menneskelige bygherrer i det ekstreme miljø er lige så problematisk. I grunden kan der kræves en helt ny produktionsmåde ved hjælp af robotter og automatisering i en forudgående udsending.

Ressourcer i rummet

Man undrer måske sig over, hvor man får materialer til fremstilling i rummet, men der er faktisk en overflod af ressourcer: Metaller til fremstilling kan findes inden for asteroider, vand til raketbrændstof er frosset som is på planeter og måner og sjældne elementer som helium- 3 for energi er indlejret i månens skorpe. Hvis vi bragte den pågældende isotop tilbage til Jorden, kunne vi fjerne vores afhængighed af fossile brændstoffer.

Som det fremgår af den seneste Minerva-II-1-asteroidlanding, erhverver folk den tekniske know-how til at lokalisere og navigere til disse materialer. Men udvinding og transport er åbne spørgsmål.

Hvordan ændrer disse sager økonomien i rumbranchen? Virksomheder som Planetariske Ressourcer, Moon Express, Deep Space Industries og Asterank har allerede tilrettelagt for at imødegå disse muligheder. Og lærde begynder at skitsere, hvordan man navigerer spørgsmål om ejendomsrettigheder, udnyttelse og partnerskaber.

Trusler fra rummet uønsket

Filmen "Gravity" åbner med en russisk satellit eksploderende, der sætter en kædereaktion af ødelæggelse takket være affald, der rammer en rumfærge, Hubble-teleskopet og en del af den internationale rumstation. Sekvensen, mens den ikke er helt plausibel som skrevet, er et meget reelt fænomen. Faktisk i 2013 blev en russisk satellit desintegreret, da den blev ramt med fragmenter fra en kinesisk satellit, der eksploderede i 2007. Kendt som Kessler-effekten, har faren fra de 500.000 plus stykker af affaldsaffald allerede fået en vis opmærksomhed i den offentlige orden cirkler. Hvordan skal man forebygge, reducere eller mindske denne risiko? Kvantificering af rumindustriens miljøpåvirkning og håndtering af bæredygtige operationer er stadig at komme.

Hvad er næste?

Det er rigtigt, at rummet bliver et andet sted at handle. Der er virksomheder, der håndterer logistik for at få dit modul til bestemmelse af plads til bord på en raket; der er virksomheder, der vil flyve disse raketter til den internationale rumstation og der er andre, der kan lave en erstatning del en gang der.

Hvad kommer der nu? På en måde er det nogen gætter, men alle tegn peger på den nye industri, der smider fremad. Et nyt gennembrud kunne ændre hastigheden, men kurset ser ud til at være: at udforske længere væk hjemmefra, hvad enten det er månen, asteroiderne eller Mars. Det er svært at tro, at SpaceX-lanceringen for 10 år siden endnu ikke var vellykket. I dag består en levende privat sektor af mange virksomheder, der arbejder på alt fra kommercielle rumfartøjer og raketfremdrift til rummining og fødevareproduktion. Det næste skridt arbejder på at styrke forretningspraksis og modne branchen.

Se også: Denne frygtløse 17-årige er Amerikas bedste indsats for at gøre det til Mars

Stående i en stor hal ved University of Pittsburgh som en del af White House Frontiers Conference, ser jeg fremtiden. Indpakket omkring mit hoved er state-of-the-art virtuelle virkelighed beskyttelsesbriller. Jeg kigger på overfladen af ​​Mars. Hver detalje er øjeblikkelig og skarp. Dette er ikke kun et videospil eller en målløs øvelse. Det videnskabelige samfund har hældt ressourcer til sådanne bestræbelser, fordi efterforskning er forudgående af information. Og hvem ved, måske 10 år fra nu, vil nogen stå på selve overfladen af ​​Mars.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Joel Wooten. Læs den oprindelige artikel her.