Et årti med kommerciel rumrejse – hvad bliver det næste?

I mange brancher, et årti er knap nok tid til at forårsage dramatisk forandring, medmindre der kommer noget forstyrrende – en ny teknologi, forretningsmodel eller servicedesign. Rumindustrien har for nylig nydt alle tre.

Men for 10 år siden, ingen af ​​disse innovationer var garanteret. Faktisk, den 28. sept. 2008, en hel virksomhed så og håbede, da deres flagskibsprodukt forsøgte en endelig lancering efter tre fejl. Med kontanter ved at løbe tør, dette var det sidste skud. Over 21, 000 kg petroleum og flydende ilt antændte og drev to boostertrin fra affyringsrampen.

Da den Falcon 1-raket med succes nåede kredsløb, og virksomheden sikrede sig en efterfølgende kontrakt med NASA, SpaceX havde overlevet sit 'startdip'. Den milepæl – den første privat udviklede raket med flydende brændstof til at nå kredsløb – antændte en ny rumindustri, der ændrer vores verden, på denne planet og videre. Hvad er der sket i de mellemliggende år, og hvad betyder det fremover?

Mens videnskabsmænd har travlt med at udvikle nye teknologier, der løser de utallige tekniske problemer i rummet, der er et andet segment af forskere, inklusive mig selv, studerer forretningsvinklen og de driftsproblemer, som denne nye industri står over for. I en nylig avis, min kollega Christopher Tang og jeg undersøger de spørgsmål, virksomheder skal besvare for at skabe en bæredygtig rumindustri og gøre det muligt for mennesker at etablere udenjordiske baser, mine asteroider og udvide rumrejser – alt imens regeringer spiller en stadig mindre rolle i finansieringen af ​​rumvirksomheder. Vi mener, at disse forretningsløsninger kan indeholde 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, de startede et kapløb til rummet, der blev drevet af international konkurrence og frygt for den kolde krig. Sovjetunionen og USA spillede de primære roller, stryger en række "firsts" sammen til rekordbøgerne. Det første kapitel af rumkapløbet kulminerede med Neil Armstrong og Buzz Aldrins historiske Apollo 11 månelanding, som krævede massive offentlige investeringer, i størrelsesordenen 25,4 milliarder USD, næsten 200 milliarder dollars i dagens dollars.

Konkurrence karakteriserede denne tidlige del af rumhistorien. Til sidst, der udviklede sig til samarbejde, med den internationale rumstation som et stjerneeksempel, da regeringer arbejdede hen imod fælles mål. Nu, vi er gået ind i en ny fase – åbenhed – med private, kommercielle virksomheder fører an.

Industrien for rumfartøjer og satellitopsendelser bliver mere kommercialiseret, på grund, delvis, til faldende statsbudgetter. Ifølge en rapport fra investeringsselskabet Space Angels, rekordhøje 120 venturekapitalfirmaer investerede over 3,9 milliarder dollars i private rumvirksomheder sidste år. Rumindustrien er også ved at blive global, ikke længere domineret af den kolde krigs rivaler, USA og USSR.

I 2018 til dato, der har været 72 orbitale opsendelser, i gennemsnit to om ugen, fra affyringsramper i Kina, Rusland, Indien, Japan, Fransk Guinea, New Zealand og USA

Stigningen i orbitale opsendelser af faktiske raketter såvel som rumfartøjer, som omfatter satellitter og sonder opsendt fra rummet, falder sammen med denne åbenhed gennem det seneste årti.

Flere regeringer, virksomheder og endda amatører engagerer sig i forskellige opsendelser af rumfartøjer end nogensinde før. Med flere enheder involveret, innovation har blomstret. Som Roberson bemærker i Digital Trends, "Privat, kommerciel rumfart. Selv måneudforskning, minedrift, og kolonisering – det hele er pludselig på bordet, gør kapløbet om rummet i dag mere vigtigt, end det har følt i årevis."

Man kan tydeligt se denne vitalitet i nyhederne. Den 21. sept. Japan meddelte, at to af dets ubemandede rovere, døbt Minerva-II-1, var landet på en lille, fjern asteroide. For perspektiv, skalaen af ​​denne landing svarer til at ramme et 6-centimeter mål fra 20, 000 kilometer væk. Og tidligere i år, mennesker over hele verden så med ærefrygt, da SpaceX's Falcon Heavy-raket med succes blev opsendt og – mere imponerende – returnerede sine to boostere til en landingsplads i en synkroniseret ballet af episke proportioner.

Udfordringer og muligheder

Midt i kapitalens vækst, virksomheder og viden, både forskere og praktikere skal finde ud af, hvordan enheder skal styre deres daglige drift, organisere deres forsyningskæde og udvikle bæredygtige operationer i rummet. Dette kompliceres af de forhindringer, rummet udgør:afstand, tyngdekraft, ugæstfrie omgivelser og informationsmangel.

En af de største udfordringer involverer faktisk at få de ting, folk ønsker i rummet, ud i rummet. At fremstille alt på Jorden og derefter affyre det med raketter er dyrt og restriktivt. Et firma kaldet Made In Space tager en anden tilgang ved at opretholde en additiv fremstillingsfacilitet på den internationale rumstation og 3-D-print direkte i rummet. Værktøjer, reservedele og medicinsk udstyr til besætningen kan alle laves efter behov. Fordelene omfatter mere fleksibilitet og bedre lagerstyring på rumstationen. Ud over, visse produkter kan fremstilles bedre i rummet end på Jorden, såsom ren optisk fiber.

Hvordan skal virksomheder bestemme værdien af ​​produktion i rummet? Hvor skal kapaciteten bygges, og hvordan skal den opskaleres? Nedenstående figur opdeler varernes oprindelse og destination mellem Jorden og rummet og arrangerer produkter i kvadranter. Mennesker har mestret den nederste venstre kvadrant, lavet på Jorden – til brug på Jorden. Bevæger sig med uret derfra, hver kvadrant introducerer nye udfordringer, som vi har mindre og mindre ekspertise til.

Jeg blev først interesseret i dette særlige problem, da jeg lyttede til et panel af roboteksperter, der diskuterede at bygge en koloni på Mars (i vores tredje kvadrant). Du kan ikke bygge strukturerne på Jorden og nemt sende dem til Mars, så du skal fremstille der. Men at sætte menneskelige bygherrer i det ekstreme miljø er lige så problematisk. I det væsentlige, en helt ny produktionsmåde ved hjælp af robotter og automatisering i en forhåndsudsending kan være påkrævet.

Ressourcer i rummet

Du kan undre dig over, hvor man får materialerne til fremstilling i rummet, men der er faktisk en overflod af ressourcer:Metaller til fremstilling kan findes i asteroider, vand til raketbrændstof er frosset som is på planeter og måner, og sjældne grundstoffer som helium-3 til energi er indlejret i månens skorpe. Hvis vi bragte den særlige isotop tilbage til Jorden, vi kunne fjerne vores afhængighed af fossile brændstoffer.

Som vist ved den nylige Minerva-II-1-asteroidelanding, folk tilegner sig den tekniske knowhow til at lokalisere og navigere til disse materialer. Men udvinding og transport er åbne spørgsmål.

Hvordan ændrer disse sager økonomien i rumindustrien? Allerede, virksomheder som Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries, og Asterank organiserer sig for at imødegå disse muligheder. Og forskere begynder at skitsere, hvordan man navigerer i spørgsmål om ejendomsrettigheder, udnyttelse og partnerskaber.

Trusler fra rumskrammel

Filmen "Gravity" åbner med en russisk satellit, der eksploderer, som udløser en kædereaktion af ødelæggelse takket være affald, der rammer en rumfærge, Hubble-teleskopet, og en del af den internationale rumstation. Rækkefølgen, selvom det ikke er helt plausibelt som skrevet, er et meget reelt fænomen. Faktisk, i 2013, en russisk satellit gik i opløsning, da den blev ramt af fragmenter fra en kinesisk satellit, der eksploderede i 2007. Kendt som Kessler-effekten, faren fra de 500, 000-plus stykker rumaffald har allerede fået en vis opmærksomhed i offentlige politiske kredse. Hvordan skal man forhindre, reducere eller mindske denne risiko? At kvantificere rumindustriens miljøpåvirkning og tage fat på bæredygtige operationer mangler stadig.

Hvad er det næste?

Det er rigtigt, at rummet er ved at blive endnu et sted at drive forretning. Der er virksomheder, der vil håndtere logistikken med at få dit destinerede-for-rum-modul ombord på en raket; der er virksomheder, der vil flyve disse raketter til den internationale rumstation; og der er andre, der kan lave en reservedel, når der først er der.

Hvad kommer dernæst? På en måde det er nogens gæt, men alle tegn peger på, at denne nye industri er på vej frem. Et nyt gennembrud kan ændre hastigheden, men kursen ser ud til at være sat:at udforske længere væk hjemmefra, om det er månen, asteroider eller Mars. Det er svært at tro, at for 10 år siden, SpaceX-lanceringer var endnu ikke lykkedes. I dag, en levende privat sektor består af snesevis af virksomheder, der arbejder med alt fra kommercielle rumfartøjer og raketfremdrift til rumminedrift og fødevareproduktion. Det næste skridt er at arbejde på at styrke forretningspraksis og modne industrien.

Stående i en stor sal på University of Pittsburgh som en del af White House Frontiers Conference, Jeg ser fremtiden. Rundt om mit hoved er topmoderne virtual reality-briller. Jeg ser på overfladen af ​​Mars. Hver detalje er øjeblikkelig og sprød. Dette er ikke kun et videospil eller en formålsløs øvelse. Det videnskabelige samfund har hældt ressourcer i sådanne bestræbelser, fordi udforskning er forudgået af information. Og hvem ved, måske 10 år fra nu, nogen vil stå på den faktiske overflade af Mars.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.