In veel industrieën, een decennium is nauwelijks genoeg tijd om dramatische verandering teweeg te brengen, tenzij er iets ontwrichtends komt - een nieuwe technologie, businessmodel of servicedesign. De ruimtevaartindustrie geniet de laatste tijd van alle drie.

Maar 10 jaar geleden geen van die innovaties waren gegarandeerd. In feite, op 28 september 2008, een heel bedrijf keek en hoopte toen hun vlaggenschip na drie mislukkingen een definitieve lancering probeerde. Met weinig geld, dit was het laatste schot. boven de 21, 000 kilogram kerosine en vloeibare zuurstof ontstoken en dreven twee boostertrappen van het lanceerplatform aan.

Toen die Falcon 1-raket met succes een baan om de aarde bereikte en het bedrijf een volgend contract met NASA binnenhaalde, SpaceX had zijn 'startup-dip' overleefd. Die mijlpaal – de eerste particulier ontwikkelde vloeibare brandstofraket die in een baan om de aarde kwam – ontketende een nieuwe ruimtevaartindustrie die onze wereld verandert, op deze planeet en daarbuiten. Wat is er in de tussenliggende jaren gebeurd, en wat betekent het om vooruit te gaan?

Terwijl wetenschappers bezig zijn met het ontwikkelen van nieuwe technologieën die de talloze technische problemen van de ruimte aanpakken, er is een ander segment van onderzoekers, inclusief mezelf, het bestuderen van de zakelijke invalshoek en de operationele problemen waarmee deze nieuwe industrie wordt geconfronteerd. In een recente krant, mijn collega Christopher Tang en ik onderzoeken de vragen die bedrijven moeten beantwoorden om een ​​duurzame ruimtevaartindustrie te creëren en het voor mensen mogelijk te maken om buitenaardse bases te vestigen, asteroïden mijnen en ruimtevaart uitbreiden - en dat terwijl regeringen een steeds kleinere rol spelen bij het financieren van ruimtevaartondernemingen. We denken dat deze zakelijke oplossingen de minder glamoureuze sleutel kunnen zijn om de melkweg te ontsluiten.

De nieuwe wereldwijde ruimtevaartindustrie

Toen de Sovjet-Unie hun Spoetnik-programma lanceerde, een satelliet in een baan om de aarde brengen in 1957, ze begonnen een race naar de ruimte, aangewakkerd door internationale concurrentie en angst voor de Koude Oorlog. De Sovjet-Unie en de Verenigde Staten speelden de hoofdrol, een reeks "primeurs" voor de recordboeken aan elkaar rijgen. Het eerste hoofdstuk van de ruimtewedloop culmineerde in de historische Apollo 11-maanlanding van Neil Armstrong en Buzz Aldrin, waarvoor enorme publieke investeringen nodig waren. in de orde van $ 25,4 miljard, bijna $ 200 miljard in de dollars van vandaag.

Competitie kenmerkte dit vroege deel van de ruimtegeschiedenis. Eventueel, die uitgroeide tot samenwerking, met het International Space Station als een geweldig voorbeeld, terwijl regeringen werkten aan gedeelde doelen. Nutsvoorzieningen, we zijn een nieuwe fase ingegaan – openheid – met privé, commerciële bedrijven voorop.

De industrie voor het lanceren van ruimtevaartuigen en satellieten wordt steeds meer gecommercialiseerd, ten gevolge, gedeeltelijk, tot krimpende overheidsbegrotingen. Volgens een rapport van de investeringsmaatschappij Space Angels, een recordaantal van 120 durfkapitaalbedrijven investeerde vorig jaar meer dan $ 3,9 miljard in particuliere ruimtevaartondernemingen. De ruimtevaartindustrie wordt ook mondiaal, niet langer gedomineerd door de rivalen van de Koude Oorlog, de Verenigde Staten en de USSR.

In 2018 tot op heden, er zijn 72 orbitale lanceringen geweest, gemiddeld twee per week, van lanceerplatforms in China, Rusland, Indië, Japan, Frans Guinee, Nieuw-Zeeland en de V.S.

De toename van orbitale lanceringen van echte raketten en lanceringen van ruimtevaartuigen, waaronder satellieten en sondes die vanuit de ruimte zijn gelanceerd, valt samen met deze openheid van het afgelopen decennium.

meer overheden, bedrijven en zelfs amateurs nemen deel aan verschillende lanceringen van ruimtevaartuigen dan ooit tevoren. Met meer betrokken entiteiten, innovatie bloeide. Zoals Roberson opmerkt in Digital Trends, "Privaat, commerciële ruimtevlucht. Zelfs maanverkenning, mijnbouw, en kolonisatie – het ligt ineens allemaal op tafel, waardoor de race om de ruimte vandaag vitaler is dan hij in jaren heeft gevoeld."

Deze vitaliteit is duidelijk terug te zien in het nieuws. Op 21 september Japan kondigde aan dat twee van zijn onbemande rovers, genaamd Minerva-II-1, was geland op een kleine, verre asteroïde. Voor perspectief, de schaal van deze landing is vergelijkbaar met het raken van een doelwit van 6 centimeter vanaf 20, 000 kilometer verderop. En eerder dit jaar mensen over de hele wereld keken vol ontzag toe hoe SpaceX's Falcon Heavy-raket met succes werd gelanceerd en - nog indrukwekkender - zijn twee boosters terugbracht naar een landingsplatform in een gesynchroniseerd ballet van epische proporties.

Uitdagingen en kansen

Te midden van de groei van het kapitaal, bedrijven en kennis, zowel onderzoekers als praktijkmensen moeten uitzoeken hoe entiteiten hun dagelijkse activiteiten moeten beheren, hun toeleveringsketen te organiseren en duurzame operaties in de ruimte te ontwikkelen. Dit wordt bemoeilijkt door de hindernissen die de ruimte stelt:afstand, zwaartekracht, onherbergzame omgevingen en informatieschaarste.

Een van de grootste uitdagingen is om daadwerkelijk de dingen te krijgen die mensen willen in de ruimte, naar de ruimte. Alles op aarde vervaardigen en het vervolgens met raketten lanceren is duur en beperkend. Een bedrijf genaamd Made In Space kiest voor een andere aanpak door een additieve productiefaciliteit op het internationale ruimtestation te onderhouden en 3D-printen in de ruimte. Gereedschap, reserveonderdelen en medische hulpmiddelen voor de bemanning kunnen allemaal op aanvraag worden gemaakt. De voordelen zijn onder meer meer flexibiliteit en beter voorraadbeheer op het ruimtestation. In aanvulling, bepaalde producten kunnen in de ruimte beter worden geproduceerd dan op aarde, zoals pure optische vezel.

Hoe moeten bedrijven de waarde van productie in de ruimte bepalen? Waar moet capaciteit worden gebouwd en hoe moet deze worden opgeschaald? De onderstaande figuur verdeelt de oorsprong en bestemming van goederen tussen aarde en ruimte en rangschikt producten in kwadranten. Mensen beheersen het kwadrant linksonder, gemaakt op aarde – voor gebruik op aarde. Vanaf daar met de klok mee, elk kwadrant introduceert nieuwe uitdagingen, waar we steeds minder expertise voor hebben.

Ik raakte voor het eerst geïnteresseerd in dit specifieke probleem toen ik luisterde naar een panel van robotica-experts die spraken over het bouwen van een kolonie op Mars (in ons derde kwadrant). Je kunt de structuren niet op aarde bouwen en ze gemakkelijk naar Mars sturen. dus je moet daar produceren. Maar menselijke bouwers in die extreme omgeving plaatsen is even problematisch. Eigenlijk, een geheel nieuwe productiewijze met behulp van robots en automatisering in een vooraf gezant kan nodig zijn.

Hulpbronnen in de ruimte

Je vraagt ​​je misschien af ​​waar je de materialen vandaan haalt om in de ruimte te maken, maar er is eigenlijk een overvloed aan middelen:metalen voor productie kunnen worden gevonden in asteroïden, water voor raketbrandstof is bevroren als ijs op planeten en manen, en zeldzame elementen zoals helium-3 voor energie zijn ingebed in de korst van de maan. Als we die specifieke isotoop terug naar de aarde zouden brengen, we zouden onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen kunnen elimineren.

Zoals aangetoond door de recente Minerva-II-1 asteroïdelanding, mensen verwerven de technische knowhow om deze materialen te lokaliseren en ernaartoe te navigeren. Maar extractie en transport zijn open vragen.

Hoe veranderen deze gevallen de economie in de ruimtevaartindustrie? Nu al, bedrijven zoals Planetary Resources, Maan Express, Deep Space Industries, en Asterank organiseren om deze kansen aan te pakken. En geleerden beginnen te schetsen hoe ze moeten navigeren in kwesties van eigendomsrechten, exploitatie en partnerschappen.

Bedreigingen van ruimteafval

De film "Gravity" begint met een exploderende Russische satelliet, die een kettingreactie van vernietiging in gang zet dankzij puin dat een space shuttle raakt, de Hubble-telescoop, en een deel van het internationale ruimtestation. De reeks, hoewel niet perfect aannemelijk zoals geschreven, is een zeer reëel fenomeen. In feite, in 2013, een Russische satelliet viel uiteen toen hij werd geraakt met fragmenten van een Chinese satelliet die in 2007 explodeerde. Bekend als het Kessler-effect, het gevaar van de 500, Meer dan duizend stukjes ruimteschroot hebben al enige aandacht gekregen in kringen van het openbare beleid. Hoe moet men voorkomen, dit risico verkleinen of verkleinen? Het kwantificeren van de milieu-impact van de ruimtevaartindustrie en het aanpakken van duurzame operaties moet nog komen.

Wat is het volgende?

Het is waar dat ruimte gewoon een andere plek wordt om zaken te doen. Er zijn bedrijven die de logistiek regelen om uw voor de ruimte bestemde module aan boord van een raket te krijgen; er zijn bedrijven die die raketten naar het internationale ruimtestation zullen vliegen; en er zijn anderen die daar een vervangend onderdeel kunnen maken.

Wat volgt? In een zin, het is een gok, maar alle tekenen wijzen erop dat deze nieuwe industrie vooruitgang boekt. Een nieuwe doorbraak zou de snelheid kunnen veranderen, maar de koers lijkt uitgezet:verder van huis verkennen, of dat de maan is, asteroïden of Mars. Het is moeilijk te geloven dat 10 jaar geleden, De lanceringen van SpaceX waren nog niet succesvol. Vandaag, een levendige particuliere sector bestaat uit tientallen bedrijven die aan alles werken, van commerciële ruimtevaartuigen en raketaandrijving tot ruimtemijnbouw en voedselproductie. De volgende stap is werken aan het verstevigen van de bedrijfspraktijken en het volwassen worden van de industrie.

Staande in een grote zaal aan de Universiteit van Pittsburgh als onderdeel van de White House Frontiers Conference, Ik zie de toekomst. Om mijn hoofd zit een ultramoderne virtual reality-bril. Ik kijk naar het oppervlak van Mars. Elk detail is onmiddellijk en helder. Dit is niet zomaar een videogame of een doelloze oefening. De wetenschappelijke gemeenschap heeft middelen in dergelijke inspanningen gestoken omdat exploratie wordt voorafgegaan door informatie. En wie weet, misschien over 10 jaar, iemand zal op het werkelijke oppervlak van Mars staan.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.