Tehát már le tudunk szállni a Földről, és építhetünk bázisokat a Holdra vagy egy aszteroidara? Amint azt a Nemzetközi Tudományos és Technológiai Politikai Hivatal blogbejegyzésében hangsúlyozták, ennek gyors megvalósításának egyik módja lehet a helyszínen található erőforrások felhasználása. De hogyan kezdjük el még? Engedhetjük meg magának, hogy megtegye ezt most, ebben a nehéz gazdasági helyzetben?
A Space Magazine beszélt Philip Metzgerrel, a NASA Kennedy Űrközpontjának korábbi kutatási fizikusával, aki ezt a témát széles körben vizsgálta a weboldalán és a közzétett papírokban. Azt állítja, hogy az ilyen hely elrendezése hasonló ahhoz, ahogyan a zarándokok felfedezték Észak-Amerikát. A három részből álló sorozat első részében vázolja az indoklást és az ottani előállítás első lépéseit.
UT: Azt mondták, hogy a Holdon, a Marson vagy az aszteroidán lévő erőforrások használata olcsóbb lesz, mint mindent a Földről szállítani. Ugyanakkor a beépítés költségei felmerülnek a technológia kifejlesztésével, amely lehetővé teszi az extrakciót, és többek között a berendezés oda-vissza küldését is. Hogyan összeegyeztethetjük ezt a két valóságot?
PM: Az űripar hatalmas megtérüléssel fog járni, de a kezdés költséges lesz. Néhány évvel ezelőtt csalódott voltam, mert nem gondoltam, hogy önmagában a kereskedelmi érdekek elegendőek ahhoz, hogy teljes mértékben elinduljanak a generációnkon, ezért feltettem a kérdést: találhatunk-e olcsó utat a világ kormányai (vagy az emberbarátok, vagy másoknak, akiknek nincs közvetlen kereskedelmi érdeke) az induláshoz egyszerűen annak társadalmi előnyei miatt? Ez az oka annak, hogy kollégáimmal együtt én írtuk az Űripar és a Naprendszer Civilizációjának megfizethető gyors gyorsindítását.
A rendszerindító megközelítést támogatjuk, mivel ez segít megoldani a magas indítási költségek problémáját, és lehetővé teszi az emberiség számára, hogy gyorsan elkezdi kihasználni az előnyöket, mivel gyorsan szükségünk van rájuk. A rendszerindító megközelítés így működik: ahelyett, hogy az összes hardvert felépítenénk a Földre, és elküldnénk az űrbe, és készen állnának a dolgok gyártására, elküldhetünk egy csökkentett hardverkészletet az űrbe, és csak egy kicsit készíthetnénk a szükséges munkákat. A gyártott alkatrészek fennmaradó részét elküldhetjük a Földről, és kombinálhatjuk az űrben gyártott termékekkel. Idővel ezt addig folytatjuk, amíg az űrben a teljes gyártási képességig nem fejlődünk.
Így építették fel maguk a földi kolóniákat, amíg végül képesek voltak egyezni szülőföldjük iparával. A zarándokok például nem hoztak egész gyárat Európából a Mayflowerre. Most több száz évbe telt az amerikai ipar felépítése, de a robotikával és a fejlett gyártással, és némi szándékkal sokkal gyorsabban meg tudjuk csinálni, még mindig megfizethető áron. Kidolgoztunk néhány indulási modellezést erre a rendszerindítási megközelítésre, és úgy tűnik, hogy ez lenne az éves űrköltségvetésünk kis része, és mindössze évtizedek alatt képes létrehozni az ipart.
A költségeim szerint még ennél is fontosabb az, hogy a bootstrapping megközelítéssel azonnal elindulhatunk. Nem kell a teljes tervezést és fejlesztést előzetesen befejezni. Emellett elosztja a költségeket az idővel, tehát az éves kiadások nagyon alacsonyak. És időt ad arra, hogy tovább dolgozzuk a stratégiánkat, hogy kitaláljuk, mi működik, és mi lesz azonnali gazdasági megtérüléssel, ahogy megyünk. Sokan keresek azonnali módszereket a térbeli megtérülés megszerzéséhez, és vannak nagyszerű ötletek, és biztos vagyok benne, hogy sikeresek lesznek. Példa erre egy bányászati művelet létrehozása, amely feltölti a kommunikációs műholdakat geoszinkron pályán. Az ilyen típusú tevékenységek hozzájárulnak az ipar megindításához az űrben történő erőfeszítésekhez, és profitálnak azokból, és bevételt generálnak az erőfeszítésük részének finanszírozására.
UT: Miért érzi úgy, hogy a Hold jó hely a műveletek megkezdéséhez? Milyen tevékenységekkel indulna ott? Hogyan mozdulunk onnan a Naprendszer többi részébe?
Amikor kollégáim és én írtuk a papírt, részben a Holdra koncentráltunk, mert ez volt a NASA Constellation programja során, hogy létrehozzunk egy holdi előőrt. Ugyanakkor ugyanígy lehetséges a Föld közeli aszteroidák használata az űripar indításához, vagy mindkettő használatához. Mindenesetre az űripart a Föld közelében kell elindítanunk. Ez csökkenti a szállítási költségeket az indítás során. Ez azt is lehetővé teszi, hogy sokkal rövidebb időkéséssel dolgozzunk a rádiókommunikációban, ami fontos a korai szakaszban, mielőtt a robotika kellően automatizáltá válik. Ideális esetben az ipar teljesen automatizált lesz; azt akarjuk, hogy a robotok előkészítsék az utat az emberek követésére.
Ha azonban úgy gondoljuk, hogy az ipar kezdeti megkezdésekor szükségünk van emberekre - például a meghibásodott hardver kijavítására vagy hibaelhárítására, vagy olyan összetett feladatok elvégzésére, amelyeket a robotok még nem tudnak megtenni -, akkor a Föld közelében történő indítás még fontosabbá válik. Kiderült, hogy mind a hold, mind az aszteroidák kiváló helyek az ipar megkezdéséhez. Most már tudjuk, hogy bőséges vízben vannak ásványi anyagok, amelyekből a fémek finomíthatók, szénnel műanyagok előállításához stb. Örülök, hogy vannak olyan vállalatok, amelyek mindkét helyszínen bányászat fejlesztését tervezik, így láthatjuk, hogy mi működik a legjobban.
Az iparnak a Föld közelében történő elindításának másik oka az, hogy korai gazdasági megtérülése lehet. Végül, amikor mindent, beleértve az űrhajókat és az üzemanyagtöltő állásokat, az űrben önálló robotika készíti, az ipar önfenntartóvá válik, és további költségek nélkül felbecsülhetetlenül vissza fog fizetni nekünk. Ehhez a pontig eléréséhez azonban komoly beruházásokra van szükség, és könnyebb lesz a beruházások végrehajtása, ha valami visszaadunk. Szóval milyen visszatérítést nyújthat nekünk a közeljövőben? Vegyek egy listát azon ötletekről, hogyan lehet pénzt keresni az űrben, és körülbelül 19 tétel van a listán, néhányuk őrült, mások pedig nem annyira őrültek. Néhány komoly ötlet a következőket foglalja magában: űrturizmus; hajtógépek gyártása és eladása a NASA számára feltárási és tudományos küldetések céljából; fémek, például platina visszaküldése a Földön eladásra; és alkatrészek gyártása más űrtevékenységekhez.
Néhány kezdeti lépés, amelyet a Holdon vagy az aszteroidán csinálunk, magában foglalja az alacsony gravitációs bányászati technikák tökéletesítését, a napelemek regolitból való előállításának megtanulását és a hasznos fémek kinyerését olyan ásványokból, amelyeket itt nem tekintünk „ércnek”. a földön. Mindez lehetséges, és csak szerény beruházást igényel működésükhöz.
Az űripar önfenntartóvá tétele évtizedekig tart. Lehet, hogy 2 évtized, ha azonnal elindulunk és folyamatosan dolgozunk, vagy talán 5 évtized, ha alacsonyabb a finanszírozás. De ha a robotika olyan gyorsan halad előre, mint a robotisták elvárják, akkor hamarosan nem lesz gyártási feladat, amelyet a robot nem tud megtenni. Amikor megérkezik ez a nap, és létrehoztunk egy teljes ellátási láncot az űrben, akkor könnyű lesz hardverkészleteket küldeni a fő aszteroidaövre, hogy megkezdjük a bányászatot és a gyártást, ahol több milliárdszor vannak erőforrások, mint ami van a Földön.
Ezután az ipar képes leszállóhajókat építeni, hogy felszereléseket szállítson a Mars felszínére, ahol városokat építhet, és végül akár a bolygó terepét is kialakíthatja. Ha olyan gépek vannak, amelyek helyi erőforrásokat használnak munkára és maguk másolatainak készítésére, akkor ugyanazt a szerepet játszhatják a száraz világokban, mint a biológiai élet itt, a nedves földön. Megváltoztathatják a környezetet és táplálékláncgá válhatnak, tehát azok a világok olyan helyek lesznek, ahol az emberiség dolgozhat és élhet. Rájöttem, hogy ez túl ambiciózusnak hangzik, de a technológiai növekedés 20–50 év alatt hatalmas különbséget fog elérni, és csak a gyártásról beszélünk - nem a rakétatudományról -, és ez olyan, amiben már a Földön is jól tudunk dolgozni. Csak egy kis extrapolációval a jövőbe nem őrült ötlet.
UT: Melyek a legfontosabb berendezések és robotika, amelyekre szükségünk van ezen célok eléréséhez?
PM: Van egy érdekes nyílt forráskódú projekt, mely továbbfejleszti az úgynevezett „Global Village Construction Set” -et. 50 gép lesz képes újraindítani a civilizációt. Olyan dolgokat tartalmaz, mint egy szélmalom, kotrógép és 3D nyomtató. Szükségünk van az egyenértékű „Hold- / aszteroidafalu építőkészletre”.
A NASA 1980-ban tanulmányt készített annak meghatározására, hogy milyen gépekre van szükség a holdi gyárakban saját alkatrészek 80% -ának felépítéséhez. A másik 20% -ot folyamatosan a Földről kell szolgáltatni. Dolgozatunkban azzal érveltünk, hogy jóval kevesebb, mint 80% -os bezárással kezdhetjük, megfizethetõbbé téve és megengedve a mai indulást, de a rendszernek mindaddig fejlesztenie kell, amíg eléri a 100% -os bezárást. Tehát az első hardverkészlet előállíthat nyers napelemeket, fém, 3D nyomtatott fém alkatrészeket és rakétahajtóanyagokat.
Ha ezt megszereznénk, akkor számottevõ tömeget tudunk készíteni a hardverek következõ generációjáról, és támogatni tudjuk a szállítási hálózatot. Idővel egy teljes ellátási láncot akarunk kifejleszteni, amely szélesebb lenne, mint csupán 50 különféle gép. De mielőtt bármit betennénk az űrbe, meg szeretnénk kipróbálni őket a Földön egy robusztus helyen, és a folyamat során felfedezzük, hogy melyik gépkészlet a legeredményesebb az első generáció számára. Az ötlet az, hogy megtanuljuk, ahogy megyünk, így azonnal megkezdhetjük.
Ez az első egy háromrészes sorozatban, amely egy űrbázis építéséről szól. Holnap: Mennyi pénzt fog igénybe venni? Holnap holnap: A távoli robotok intelligensvé tétele.
