SpaceX: Hva 10 år med kommersiell plassreiser forutsetter fremtiden

I mange bransjer er et tiår knapt nok tid til å forårsake dramatisk forandring med mindre noe forstyrrende kommer sammen - en ny teknologi, forretningsmodell eller servicedesign. Romindustrien har nylig nyter alle tre.

Men for 10 år siden var ingen av disse innovasjonene garantert. Faktisk, den 28. september 2008, så et helt selskap på og håpet som deres flaggskipsprodukt forsøkte en endelig lansering etter tre feil. Med kontanter som gikk lavt, var dette det siste skuddet. Over 21 000 kilo petroleum og flytende oksygen antennes og drev to boosterfaser ut av lanseringen.

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

Når den Falcon 1-raketten med hell nådde bane og selskapet sikret en påfølgende kontrakt med NASA, hadde SpaceX overlevd sin "startup dip". Den milepælen - den første privatutviklede væskefartede raketten for å nå bane - antok en ny romindustri som forandrer verden, på denne planeten og utover. Hva har skjedd i de mellomliggende årene, og hva betyr det fremover?

Mens forskere er opptatt av å utvikle ny teknologi som omhandler utallige tekniske problemer i rommet, er det et annet segment av forskere, inkludert meg selv, studerer forretningsvinkelen og operasjonsproblemene som står overfor denne nye industrien. I et nylig papir undersøker min kollega Christopher Tang og jeg spørsmålene firmaene må svare for å skape en bærekraftig romindustri og gjøre det mulig for mennesker å etablere utenomjordiske baser, mine asteroider og utvide romferd - alt mens regjeringer spiller en stadig større rolle mindre rolle i finansieringen av romforetak. Vi tror at disse forretningsløsninger kan holde den mindre glamorøse nøkkelen til å låse opp galaksen.

Den nye globale romindustrien

Da Sovjetunionen lanserte sitt Sputnik-program, satte en satellitt i bane i 1957, sparket de av et løp til rom som ble drevet av internasjonal konkurranse og krigskrigens frykt. Sovjetunionen og USA spilte hovedrollene, sammenkalt en rekke "firsts" for plateselskapene. Det første kapittelet i romløpet kulminerte med Neil Armstrong og Buzz Aldrins historiske Apollo 11-månelanding, noe som krevde massive offentlige investeringer, på størrelsesorden 25,4 milliarder dollar, nesten 200 milliarder dollar i dagens dollar.

Konkurransen preget denne tidlige delen av verdenshistorien. Til slutt utviklet det seg til samarbeid, med den internasjonale romstasjonen som et sterkt eksempel, da regjeringer arbeidet mot felles mål. Nå har vi kommet inn i en ny fase - åpenhet - med private, kommersielle selskaper som leder veien.

Næringen for romskip og satellittlanseringer blir mer kommersialisert, delvis på grunn av å krympe regjeringens budsjetter. Ifølge en rapport fra investeringsfirmaet Space Angels, investerte et rekord 120 venturekapitalforetak over 3,9 milliarder dollar i private romforetak i fjor. Romindustrien blir også global, ikke lenger dominert av den kalde krigens rivaler, USA og Sovjetunionen.

I 2018 til dags dato har det vært 72 orbitale lanseringer, gjennomsnittlig to ganger per uke, fra lanseringsputer i Kina, Russland, India, Japan, Fransk Guinea, New Zealand og USA.

Opptaket i orbital lanseringer av faktiske raketter samt romfartøy lanseringer, som inkluderer satellitter og probes lansert fra rommet, sammenfaller med denne åpenheten i løpet av det siste tiåret.

Flere regjeringer, firmaer og til og med amatører engasjerer seg i ulike romfartøylanseringer enn noen gang før. Med flere involverte enheter har innovasjon blomstret. Som Roberson notater i Digital Trends, "Private, kommersielle spaceflight. Selv utforskning av lunar, gruvedrift og kolonisering - det er plutselig alt på bordet, noe som gjør kappløpet for rom i dag viktigere enn det har følt seg i år."

Man kan se denne vitaliteten tydelig i nyhetene. Den 21. september annonserte Japan at to av sine ubemannede rovere, kalt Minerva-II-1, hadde landet på en liten, fjern asteroide. For perspektivet er omfanget av denne landingen likt å treffe et mål på 6 centimeter fra 20.000 kilometer unna. Og tidligere i år så folk over hele verden i ærefrykt da SpaceXs Falcon Heavy raket ble lansert, og - mer imponerende - returnerte sine to boosters til en landingsplass i en synkronisert ballett med episke proporsjoner.

Utfordringer og muligheter

Midt i veksten av kapital, firmaer og kunnskap må både forskere og utøvere finne ut hvordan enhetene skal klare sin daglige drift, organisere forsyningskjeden og utvikle bærekraftig drift i rommet. Dette er komplisert av hindringene plass utgjør: avstand, tyngdekraft, ugjestmilde omgivelser og informasjon knapphet.

En av de største utfordringene innebærer faktisk å få de tingene folk ønsker i rommet, inn i rommet. Produksjon av alt på Jorden og deretter lansering av det med raketter er dyrt og restriktivt. Et selskap som heter Made In Space tar en annen tilnærming ved å opprettholde et additiv produksjonsanlegg på den internasjonale romstasjonen og 3D-utskrift rett i rommet. Verktøy, reservedeler og medisinsk utstyr til mannskapet kan alle opprettes på forespørsel. Fordelene inkluderer mer fleksibilitet og bedre lagerstyring på romstasjonen. I tillegg kan enkelte produkter produseres bedre i rommet enn på jorden, for eksempel ren optisk fiber.

Hvordan skal bedriftene bestemme verdien av produksjonen i rommet? Hvor skal kapasiteten bygges og hvordan skal den oppskaleres? Figuren nedenfor bryter opp opprinnelsen og destinasjonen av varer mellom jord og rom og ordner produkter til kvadranter. Mennesker har mestret den nedre venstre kvadranten, laget på jorden - til bruk på jorden. Flyttet med urviseren derfra, presenterer hver kvadrant nye utfordringer, som vi har mindre og mindre kompetanse på.

Jeg ble først interessert i dette bestemte problemet da jeg lyttet til et panel av robotikkeksperter, diskuterte å bygge en koloni på Mars (i vår tredje kvadrant). Du kan ikke bygge strukturer på jorden og enkelt sende dem til Mars, så du må produsere det. Men å sette menneskelige byggere i det ekstreme miljøet er like problematisk. I hovedsak kan det være nødvendig med en helt ny produksjonsmåte ved hjelp av roboter og automatisering i en forhåndsutsending.

Ressurser i rommet

Du lurer kanskje på hvor man får materialene til å produsere i rommet, men det er faktisk en overflod av ressurser: Metaller for produksjon finnes innenfor asteroider, vann til rakettbrensel er frosset som is på planeter og måner, og sjeldne elementer som helium- 3 for energi er innebygd i månens skorpe. Hvis vi tok den spesifikke isotopen tilbake til jorden, kunne vi eliminere vår avhengighet av fossile brensler.

Som demonstrert av den siste Minerva-II-1-asteroiden landing, er folk tilegne seg teknisk kunnskap for å finne og navigere til disse materialene. Men utvinning og transport er åpne spørsmål.

Hvordan endrer disse sakene økonomien i romindustrien? Firmaer som Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries og Asterank er allerede organisert for å takle disse mulighetene. Og lærde begynner å skissere hvordan man navigerer spørsmål om eiendomsrett, utnyttelse og partnerskap.

Trusler fra rommet uønsket

Filmen "Gravity" åpnes med en russisk satellitteksploderende, som setter ut en kjedereaksjon av ødeleggelse takket være rusk som rammer en romferie, Hubble-teleskopet og en del av den internasjonale romstasjonen. Sekvensen, mens den ikke er helt plausibel som skrevet, er et veldig reelt fenomen. Faktisk i 2013 slettet en russisk satellitt da den ble rammet med fragmenter fra en kinesisk satellitt som eksploderte i 2007. Kjent som Kessler-effekten, har faren fra de 500.000 pluss stukkene rumpa allerede fått litt oppmerksomhet i offentlig politikk sirkler. Hvordan skal man forebygge, redusere eller redusere denne risikoen? Kvantifisering av romindustriens miljøpåvirkning og adressering av bærekraftig drift er fortsatt å komme.

Hva blir det neste?

Det er sant at rommet blir et annet sted å gjøre forretninger. Det er selskaper som vil håndtere logistikken for å få din destined-for-space-modul ombord på et rakett; Det er selskaper som vil fly de rakettene til den internasjonale romstasjonen; og det er andre som kan gjøre en erstatning del en gang der.

Hva kommer så? På en måte er det noen som gjetter, men alle tegn peker på denne nye industrien som smider fremover. Et nytt gjennombrudd kan endre hastigheten, men kurset ser ut til å være: å utforske lenger hjemmefra, enten det er månen, asteroider eller Mars. Det er vanskelig å tro at SpaceX lanserer for 10 år siden ennå for å lykkes. I dag består en levende privat sektor av mange bedrifter som jobber med alt fra kommersielt romfartøy og rakettfremdrift til romutvinning og matproduksjon. Det neste trinnet arbeider for å styrke forretningspraksis og modne næringen.

Se også: Denne fryktløse 17-åringen er Amerikas beste innsats for å gjøre det til Mars

Stående i en stor hall ved University of Pittsburgh som en del av White House Frontiers Conference, ser jeg fremtiden. Innpakket rundt hodet mitt er toppmoderne virtuelle virkelighetsbriller. Jeg ser på overflaten av Mars. Hver detalj er umiddelbar og skarp. Dette er ikke bare et videospill eller en målløs øvelse. Det vitenskapelige samfunn har høstet ressurser til en slik innsats fordi utforskning foregår av informasjon. Og hvem vet, kanskje 10 år fra nå, vil noen stå på selve overflaten av Mars.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Joel Wooten. Les den opprinnelige artikkelen her.