In molti settori, un decennio è appena sufficiente per provocare un cambiamento radicale a meno che non arrivi qualcosa di dirompente:una nuova tecnologia, modello di business o progettazione del servizio. L'industria spaziale ha recentemente apprezzato tutti e tre.

Ma 10 anni fa, nessuna di queste innovazioni era garantita. Infatti, il 28 settembre, 2008, un'intera azienda ha guardato e sperato mentre il loro prodotto di punta tentava un lancio finale dopo tre fallimenti. Con i contanti in esaurimento, questo era l'ultimo colpo. più di 21 anni, 000 chilogrammi di cherosene e ossigeno liquido hanno acceso e alimentato due stadi di potenziamento dalla rampa di lancio.

Quando quel razzo Falcon 1 raggiunse con successo l'orbita e la compagnia si assicurò un successivo contratto con la NASA, SpaceX era sopravvissuta al suo "calo di avvio". Quella pietra miliare - il primo razzo a propellente liquido sviluppato privatamente a raggiungere l'orbita - ha dato il via a una nuova industria spaziale che sta cambiando il nostro mondo, su questo pianeta e oltre. Cosa è successo negli anni successivi, e cosa significa andare avanti?

Mentre gli scienziati sono impegnati nello sviluppo di nuove tecnologie che affrontano gli innumerevoli problemi tecnici dello spazio, c'è un altro segmento di ricercatori, compreso me stesso, studiando l'angolo di business e le questioni operative che affrontano questa nuova industria. In un recente documento, io e il mio collega Christopher Tang indaghiamo sulle domande a cui le aziende devono rispondere per creare un'industria spaziale sostenibile e consentire agli esseri umani di stabilire basi extraterrestri, scavare asteroidi ed estendere i viaggi spaziali, il tutto mentre i governi svolgono un ruolo sempre più piccolo nel finanziamento delle imprese spaziali. Riteniamo che queste soluzioni aziendali possano contenere la chiave meno glamour per sbloccare la galassia.

La nuova industria spaziale globale

Quando l'Unione Sovietica ha lanciato il suo programma Sputnik, mettere in orbita un satellite nel 1957, hanno dato il via a una corsa allo spazio alimentata dalla competizione internazionale e dai timori della Guerra Fredda. L'Unione Sovietica e gli Stati Uniti hanno svolto i ruoli principali, mettendo insieme una serie di "primati" da record. Il primo capitolo della corsa allo spazio è culminato con lo storico sbarco sulla luna dell'Apollo 11 di Neil Armstrong e Buzz Aldrin, che ha richiesto massicci investimenti pubblici, dell'ordine di 25,4 miliardi di dollari, quasi $ 200 miliardi di dollari di oggi.

La competizione ha caratterizzato questa prima parte della storia dello spazio. Infine, che si è evoluto in collaborazione, con la Stazione Spaziale Internazionale che è un esempio stellare, mentre i governi lavoravano per obiettivi condivisi. Ora, siamo entrati in una nuova fase – l'apertura – con il privato, società commerciali all'avanguardia.

L'industria dei lanci di veicoli spaziali e satellitari sta diventando sempre più commercializzata, dovuto, in parte, alla riduzione dei bilanci pubblici. Secondo un rapporto della società di investimento Space Angels, un record di 120 società di venture capital ha investito oltre 3,9 miliardi di dollari in imprese spaziali private lo scorso anno. Anche l'industria spaziale sta diventando globale, non più dominato dai rivali della Guerra Fredda, gli Stati Uniti e l'URSS.

Nel 2018 ad oggi, ci sono stati 72 lanci orbitali, una media di due a settimana, dalle rampe di lancio in Cina, Russia, India, Giappone, Guinea francese, Nuova Zelanda e Stati Uniti

L'aumento dei lanci orbitali di razzi reali e di veicoli spaziali, che include satelliti e sonde lanciate dallo spazio, coincide con questa apertura nell'ultimo decennio.

Più governi, aziende e persino dilettanti si impegnano in vari lanci di veicoli spaziali che mai. Con più enti coinvolti, l'innovazione è fiorita. Come osserva Roberson in Digital Trends, "Privato, volo spaziale commerciale. Anche l'esplorazione lunare, estrazione, e la colonizzazione – è improvvisamente tutto sul tavolo, rendendo la corsa allo spazio oggi più vitale di quanto non si sia sentita negli anni".

Si può vedere chiaramente questa vitalità nelle notizie. Il 21 settembre Il Giappone ha annunciato che due dei suoi rover senza equipaggio, soprannominato Minerva-II-1, era atterrato su un piccolo, asteroide lontano. Per prospettiva, la scala di questo atterraggio è simile a quella di colpire un bersaglio di 6 centimetri da 20, 000 chilometri di distanza. E all'inizio di quest'anno, persone in tutto il mondo hanno guardato con ammirazione il lancio del razzo Falcon Heavy di SpaceX che, cosa ancora più impressionante, ha riportato i suoi due booster su una piattaforma di atterraggio in un balletto sincronizzato di proporzioni epiche.

Sfide e opportunità

In mezzo alla crescita del capitale, imprese e conoscenze, sia i ricercatori che i professionisti devono capire come le entità dovrebbero gestire le loro operazioni quotidiane, organizzare la propria catena di approvvigionamento e sviluppare operazioni sostenibili nello spazio. Questo è complicato dagli ostacoli nello spazio:distanza, gravità, ambienti inospitali e scarsità di informazioni.

Una delle sfide più grandi consiste nell'ottenere effettivamente le cose che le persone vogliono nello spazio, nello spazio. Produrre tutto sulla Terra e poi lanciarlo con i razzi è costoso e restrittivo. Una società chiamata Made In Space sta adottando un approccio diverso mantenendo un impianto di produzione additiva sulla Stazione Spaziale Internazionale e la stampa 3D proprio nello spazio. Utensili, pezzi di ricambio e dispositivi medici per l'equipaggio possono essere realizzati su richiesta. I vantaggi includono una maggiore flessibilità e una migliore gestione dell'inventario sulla stazione spaziale. Inoltre, certi prodotti possono essere realizzati meglio nello spazio che sulla Terra, come la fibra ottica pura.

In che modo le aziende dovrebbero determinare il valore della produzione nello spazio? Dove dovrebbe essere costruita la capacità e come dovrebbe essere scalata? La figura seguente scompone l'origine e la destinazione delle merci tra Terra e spazio e dispone i prodotti in quadranti. Gli umani hanno padroneggiato il quadrante in basso a sinistra, fatto sulla Terra - per l'uso sulla Terra. Muovendosi da lì in senso orario, ogni quadrante introduce nuove sfide, per i quali abbiamo sempre meno competenza.

Mi sono interessato per la prima volta a questo particolare problema mentre ascoltavo un gruppo di esperti di robotica discutere della costruzione di una colonia su Marte (nel nostro terzo quadrante). Non puoi costruire le strutture sulla Terra e inviarle facilmente su Marte, quindi devi produrre lì. Ma mettere i costruttori umani in quell'ambiente estremo è ugualmente problematico. Essenzialmente, potrebbe essere necessaria una modalità di produzione completamente nuova che utilizzi robot e automazione in un inviato anticipato.

Risorse nello spazio

Potresti chiederti dove si trovano i materiali per la produzione nello spazio, ma in realtà c'è un'abbondanza di risorse:i metalli per la produzione possono essere trovati all'interno degli asteroidi, l'acqua per il carburante dei razzi è congelata come ghiaccio su pianeti e lune, e elementi rari come l'elio-3 per l'energia sono incorporati nella crosta della luna. Se riportassimo quel particolare isotopo sulla Terra, potremmo eliminare la nostra dipendenza dai combustibili fossili.

Come dimostrato dal recente atterraggio dell'asteroide Minerva-II-1, le persone stanno acquisendo il know-how tecnico per individuare e navigare verso questi materiali. Ma l'estrazione e il trasporto sono questioni aperte.

In che modo questi casi cambiano l'economia nell'industria spaziale? Già, aziende come Planetary Resources, Luna Espresso, Industrie dello spazio profondo, e Asterrank si stanno organizzando per affrontare queste opportunità. E gli studiosi stanno iniziando a delineare come affrontare le questioni dei diritti di proprietà, sfruttamento e partnership.

Minacce dalla spazzatura spaziale

Il film "Gravity" si apre con l'esplosione di un satellite russo, che innesca una reazione a catena di distruzione grazie ai detriti che colpiscono una navetta spaziale, il telescopio Hubble, e parte della Stazione Spaziale Internazionale. La sequenza, pur non perfettamente plausibile come scritto, è un fenomeno molto reale. Infatti, nel 2013, un satellite russo si è disintegrato quando è stato colpito dai frammenti di un satellite cinese esploso nel 2007. Conosciuto come effetto Kessler, il pericolo della 500, Più di 000 pezzi di detriti spaziali hanno già ricevuto una certa attenzione negli ambienti delle politiche pubbliche. Come si dovrebbe prevenire, ridurre o mitigare questo rischio? La quantificazione dell'impatto ambientale dell'industria spaziale e la gestione delle operazioni sostenibili devono ancora venire.

Qual è il prossimo?

È vero che lo spazio sta diventando solo un altro posto dove fare affari. Ci sono aziende che gestiranno la logistica per portare il tuo modulo destinato allo spazio a bordo di un razzo; ci sono compagnie che porteranno quei razzi verso la Stazione Spaziale Internazionale; e ci sono altri che possono fare una parte di ricambio una volta lì.

Quello che viene dopo? In un senso, nessuno può indovinare, ma tutti i segnali indicano che questa nuova industria sta andando avanti. Una nuova svolta potrebbe alterare la velocità, ma la rotta sembra fatta:esplorare più lontano da casa, se quella è la luna, asteroidi o Marte. È difficile credere che 10 anni fa, I lanci di SpaceX dovevano ancora avere successo. Oggi, un vivace settore privato è costituito da decine di aziende che lavorano su qualsiasi cosa, dai veicoli spaziali commerciali e alla propulsione di razzi alle miniere spaziali e alla produzione di cibo. Il prossimo passo è lavorare per consolidare le pratiche commerciali e far maturare il settore.

In piedi in una grande sala dell'Università di Pittsburgh come parte della White House Frontiers Conference, vedo il futuro. Avvolti intorno alla mia testa ci sono occhiali per la realtà virtuale all'avanguardia. Sto guardando la superficie di Marte. Ogni dettaglio è immediato e nitido. Questo non è solo un videogioco o un esercizio senza scopo. La comunità scientifica ha investito risorse in tali sforzi perché l'esplorazione è preceduta dall'informazione. E chi lo sa, forse tra 10 anni, qualcuno si troverà sulla superficie reale di Marte.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.

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