SpaceX: Vilka 10 år av kommersiell rymdresor förutsägs för framtiden

I många industrier är ett årtionde knappt tillräckligt med tid för att orsaka dramatisk förändring om inte något störande kommer med - en ny teknik, affärsmodell eller servicedesign. Rymdindustrin har nyligen njutit av alla tre.

Men för 10 år sedan var ingen av dessa innovationer garanterade. Faktum är att ett helt företag såg den 28 september 2008 och hoppades att deras flaggskeppsprodukt försökte få en slutlig lansering efter tre misslyckanden. Med kontanter som låg, var det sista skottet. Över 21 000 kilo petroleum och flytande syre antänds och drivs två booster steg från startlocket.

Se även: SpaceX skickar robotar till månen för Ispace 2020

När den Falcon 1 raket framgångsrikt nått banan och företaget säkrade ett efterföljande avtal med NASA, hade SpaceX överlevt sitt "startup dip". Den milstolpen - den första privatutvecklade vätskebaserade raketen för att nå bana - antändde en ny rymdindustri som förändrar vår värld, på denna planet och bortom. Vad har hänt under de mellanliggande åren, och vad betyder det framåt?

Medan forskare är upptagna att utveckla ny teknik som tar itu med de otaliga tekniska problemen i rymden finns det ett annat segment av forskare, inklusive mig själv, studerar affärsvinkeln och de operativa frågorna som den nya industrin står inför. I en nyligen publicerad tidning undersöker min kollega Christopher Tang och de frågor som företagen behöver svara för att skapa en hållbar rymdindustri och göra det möjligt för människor att etablera utomjordiska baser, mina asteroider och utvidga rymdfärden - samtidigt som regeringarna spelar en alltmer mindre roll i finansieringen av rymdföretag. Vi tror att dessa affärslösningar kan hålla den mindre glamorösa nyckeln för att låsa upp galaxen.

Den Nya Globala rymdindustrin

När Sovjetunionen lanserade sitt Sputnik-program, satte en satellit i omlopp 1957, sparkade de ut en tävling till rymden som drevs av internationell konkurrens och krigskrigets rädsla. Sovjetunionen och Förenta staterna spelade de främsta rollerna och sammanfogade en serie "firsts" för rekordböckerna. Det första kapitlet av rymdloppet kulminerade med Neil Armstrong och Buzz Aldrins historiska Apollo 11 månelandning, vilket krävde massiva offentliga investeringar i order av 25,4 miljarder dollar, nästan 200 miljarder dollar i dagens dollar.

Konkurrensen präglade denna tidiga del av rymdhistoria. Så småningom utvecklades det till samarbete, med den internationella rymdstationen som ett utmärkt exempel, eftersom regeringarna arbetade mot gemensamma mål. Nu har vi kommit in i en ny fas - öppenhet - med privata, kommersiella företag som leder vägen.

Branschen för rymdfarkoster och satellitlanseringar blir mer kommersialiserad, delvis på grund av att regeringens budget minskar. Enligt en rapport från investmentföretaget Space Angels investerade ett rekord 120 riskkapitalföretag över 3,9 miljarder dollar i privata rymdföretag förra året. Utrymmeindustrin blir också global, domineras inte längre av Kallkrigets rivaler, USA och Sovjetunionen.

I 2018 hittills har det varit 72 orbitala lanseringar, i genomsnitt två per vecka, från lanseringsplattor i Kina, Ryssland, Indien, Japan, Franska Guinea, Nya Zeeland och USA

Uppgången i orbital lanseringar av aktuella raketer samt rymdskeppslanseringar, som inkluderar satelliter och sonder som lanserats från rymden, sammanfaller med denna öppenhet under det senaste decenniet.

Fler regeringar, företag och till och med amatörer engagerar sig i olika rymdfarkoster än någonsin tidigare. Med fler involverade enheter har innovation blomstrat. Som Roberson noterar i Digital Trends, "Privat, kommersiell rymdflight. Även månforskning, gruvdrift och kolonisering - det är plötsligt allt på bordet, vilket gör kapplöpningen för rymden idag viktigare än vad den har känt i år."

Man kan se denna vitalitet tydligt i nyheterna. Den 21 september meddelade Japan att två av sina obemannade rovers, dubbed Minerva-II-1, hade landat på en liten, avlägsen asteroid. För perspektivet liknar omfattningen av denna landning att man träffar ett mål på 6 centimeter från 20.000 kilometer bort. Och tidigare i år såg människor runt om i världen som SpaceXs Falcon Heavy raket framgångsrikt lanserat och - mer imponerande - återvände sina två boosters till en landningsplatta i en synkroniserad ballett med episka proportioner.

Utmaningar och möjligheter

I takt med att kapital, företag och kunskap växer måste både forskare och utövare räkna ut hur enheter ska hantera sin dagliga verksamhet, organisera sin försörjningskedja och utveckla hållbar verksamhet i rymden. Detta är komplicerat av hurdlarutrymmet utgör: avstånd, tyngdkraft, obehagliga miljöer och informationsbrist.

En av de största utmaningarna är att faktiskt få de saker som människor vill ha i rymden, in i rymden. Att producera allt på jorden och sedan starta det med raketer är dyrt och restriktivt. Ett företag som heter Made In Space tar ett annat tillvägagångssätt genom att upprätthålla en tillsatsfabrik på International Space Station och 3D-utskrift direkt i rymden. Verktyg, reservdelar och medicinsk utrustning för besättningen kan alla skapas på begäran. Fördelarna inkluderar mer flexibilitet och bättre lagerhantering på rymdstationen. Dessutom kan vissa produkter produceras bättre i rymden än på jorden, såsom ren optisk fiber.

Hur ska företag bestämma värdet av tillverkning i rymden? Var ska kapaciteten byggas och hur ska den uppskalas? Figuren nedan bryter upp varans ursprung och destination mellan jord och rymd och ordnar produkter till kvadranter. Människor har behärskat den nedre vänstra kvadranten, gjord på jorden - för användning på jorden. När man flyttar medurs från där, introducerar varje kvadrant nya utmaningar, för vilka vi har mindre och mindre kompetens.

Jag blev först intresserad av det här problemet när jag lyssnade på en panel av robottexperter diskuterar att bygga en koloni på Mars (i vår tredje kvadrant). Du kan inte bygga strukturerna på jorden och enkelt skicka dem till Mars, så du måste tillverka där. Men att sätta mänskliga byggare i den extrema miljön är lika problematisk. I huvudsak kan ett helt nytt produktionssätt som använder robotar och automatisering i en förskott sända erfordras.

Resurser i rymden

Du kanske undrar var man får material för tillverkning i rymden, men det finns faktiskt ett överflöd av resurser: Metaller för tillverkning kan hittas inom asteroider, vatten för raketbränsle är fryst som is på planeter och månar och sällsynta element som helium- 3 för energi är inbäddad i månens jordskorpa. Om vi ​​tog den särskilda isotopen tillbaka till jorden kunde vi eliminera vårt beroende av fossila bränslen.

Som demonstreras av den senaste Minerva-II-1-asteroidlandningen, förvärvar man tekniskt kunnande för att lokalisera och navigera till dessa material. Men utvinning och transport är öppna frågor.

Hur förändrar dessa fall ekonomin i rymdindustrin? Redan organiserar företag som Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries och Asterank att ta itu med dessa möjligheter. Och forskare börjar beskriva hur man navigerar om frågor om egendomsrättigheter, utnyttjande och partnerskap.

Hot från rymden skräp

Filmen "Gravity" öppnar med en rysk satellit som exploderar, vilket släpper ut en kedjereaktion av förstörelse tack vare skräp som ramar en rymdfärja, Hubble-teleskopet och en del av den internationella rymdstationen. Sekvensen, men inte helt trovärdig som skrivet, är ett mycket verkligt fenomen. Faktum är att en rysk satellit sönderdelades 2013 när den slogs med fragment från en kinesisk satellit som exploderade under 2007. Kändler-effekten har faran från de 500 000-bitar av rymdavfall redan fått lite uppmärksamhet i den allmänna politiken cirklar. Hur ska man förebygga, minska eller mildra denna risk? Kvantifiering av rymdindustrins miljöpåverkan och hantering av hållbar verksamhet är fortfarande att komma.

Vad kommer härnäst?

Det är sant att rymden blir bara en annan plats att göra affärer. Det finns företag som kommer att hantera logistiken för att få din modul för destined rymd ombord på en raket; det finns företag som kommer att flyga dessa raketer till den internationella rymdstationen; och det finns andra som kan göra en ersättningsdel en gång där.

Vad kommer härnäst? I en mening är det någon som gissar, men alla tecken pekar på den nya industrin som smider framåt. Ett nytt genombrott kan ändra hastigheten, men kursen verkar vara: utforska längre hemifrån, oavsett om det är månen, asteroiderna eller Mars. Det är svårt att tro att SpaceX-lanseringar för 10 år sedan ännu inte var framgångsrika. Idag består en livlig privat sektor av många företag som arbetar med allt från kommersiella rymdfarkoster och raket framdrivning till rymdbrytning och livsmedelsproduktion. Nästa steg arbetar för att stärka affärspraxis och mogna branschen.

Se också: Denna oroliga 17-åriga är Amerikas bästa satsning på att göra det till Mars

Stående i en stor hall vid University of Pittsburgh som en del av White House Frontiers Conference, ser jag framtiden. Inslagna runt mitt huvud är toppmoderna virtuella verklighetsglasögon. Jag tittar på ytan av Mars. Varje detalj är omedelbar och skarp. Detta är inte bara ett videospel eller en aimless övning. Det vetenskapliga samfundet har hällt resurser till sådana ansträngningar eftersom utforskning föregås av information. Och vem vet, kanske 10 år från nu, kommer någon att stå på Mars faktiska yta.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Joel Wooten. Läs den ursprungliga artikeln här.