SpaceX: quali 10 anni di viaggi nello spazio commerciale predice per il futuro

In molti settori, un decennio è a malapena il tempo di provocare un cambiamento radicale, a meno che non si verifichi qualcosa di dirompente: una nuova tecnologia, un modello di business o una progettazione di servizi. L'industria spaziale ha recentemente apprezzato tutti e tre.

Ma 10 anni fa, nessuna di quelle innovazioni era garantita. Infatti, il 28 settembre 2008, un'intera azienda ha guardato e sperato che il suo prodotto di punta tentasse il lancio finale dopo tre fallimenti. Con i soldi che scarseggiano, questo fu l'ultimo colpo. Oltre 21.000 chilogrammi di cherosene e ossigeno liquido si sono accesi e hanno alimentato due stadi di lancio dal launchpad.

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Quando quel razzo Falcon 1 raggiunse con successo l'orbita e la compagnia si assicurò un contratto successivo con la NASA, SpaceX era sopravvissuto al suo "tuffo alla partenza". Quella pietra miliare - il primo razzo a combustibile liquido sviluppato per raggiungere l'orbita - ha innescato una nuova industria spaziale che sta cambiando il nostro mondo, su questo pianeta e oltre. Cosa è successo negli anni intermedi 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, incluso me stesso, che studia l'angolazione del business e le problematiche operative di questo nuovo settore. In un recente articolo, il mio collega Christopher Tang e io indaghiamo sulle domande a cui le aziende devono rispondere per creare un'industria spaziale sostenibile e consentire agli umani di stabilire basi extraterrestri, asteroidi e estendere i viaggi spaziali - mentre i governi giocano sempre di più ruolo minore nel finanziamento delle imprese spaziali. Crediamo che queste soluzioni aziendali possano contenere la chiave meno glamour per sbloccare la galassia.

La nuova industria spaziale globale

Quando l'Unione Sovietica lanciò il suo programma Sputnik, mettendo in orbita un satellite nel 1957, diedero il via a una corsa nello 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 "prime" per il libro dei record. Il primo capitolo della corsa allo spazio culminò con Neil Armstrong e lo storico sbarco sulla Luna di Apollo 11 di Buzz Aldrin che richiese 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. Alla fine, questo si è evoluto in collaborazione, con la Stazione Spaziale Internazionale come esempio stellare, poiché i governi hanno lavorato per raggiungere obiettivi condivisi. Ora siamo entrati in una nuova fase - apertura - con aziende commerciali private che sono all'avanguardia.

L'industria per i veicoli spaziali e i lanci di satelliti sta diventando più commercializzata, a causa, in parte, della contrazione dei budget governativi. Secondo un rapporto della società di investimento Space Angels, lo scorso anno 120 imprese di capitale di rischio hanno investito oltre 3,9 miliardi di dollari in imprese spaziali private. Anche l'industria spaziale sta diventando globale, non più dominata dai rivali della Guerra Fredda, dagli Stati Uniti e dall'URSS.

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

L'aumento dei lanci orbitali di razzi effettivi e di lanci di veicoli spaziali, che include satelliti e sonde lanciati 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 entità coinvolte, l'innovazione è fiorita. Come Roberson fa notare in Digital Trends, "Spazio aereo commerciale privato. Anche l'esplorazione lunare, l'estrazione e la colonizzazione - tutto è improvvisamente sul tavolo, rendendo la corsa per lo spazio oggi più vitale di quanto non si sentisse da anni ".

Si può vedere questa vitalità chiaramente nelle notizie. Il 21 settembre, il Giappone ha annunciato che due dei suoi rover senza pilota, soprannominati Minerva-II-1, erano atterrati su un piccolo asteroide distante. Per la prospettiva, la scala di questo atterraggio è simile a colpire un bersaglio di 6 centimetri da 20.000 chilometri di distanza. E all'inizio di quest'anno, le persone di tutto il mondo hanno guardato con soggezione il lancio del razzo Falcon Heavy di SpaceX e, in modo più impressionante, hanno riportato i suoi due ripetitori su una piattaforma di atterraggio in un balletto sincronizzato di proporzioni epiche.

Sfide e opportunità

Tra crescita di capitale, imprese e conoscenza, sia i ricercatori che i professionisti devono capire come le entità dovrebbero gestire le loro operazioni quotidiane, organizzare la catena di approvvigionamento e sviluppare operazioni sostenibili nello spazio. Ciò è complicato dagli ostacoli che lo spazio pone: distanza, gravità, ambienti inospitali e scarsità di informazioni.

Una delle più grandi sfide comporta in realtà ottenere 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 seguendo un approccio diverso mantenendo uno stabilimento di produzione additivo sulla Stazione Spaziale Internazionale e la stampa 3D nello spazio. Strumenti, pezzi di ricambio e dispositivi medici per l'equipaggio possono essere creati su richiesta. I vantaggi includono una maggiore flessibilità e una migliore gestione dell'inventario sulla stazione spaziale. Inoltre, alcuni prodotti possono essere prodotti meglio nello spazio che sulla Terra, come la pura fibra ottica.

Come dovrebbero le aziende determinare il valore della produzione nello spazio? Dove dovrebbe essere costruita la capacità e in che modo dovrebbe essere aumentata? La figura seguente suddivide l'origine e la destinazione dei beni tra la Terra e lo spazio e organizza i prodotti in quadranti. Gli umani hanno dominato il quadrante in basso a sinistra, creato sulla Terra - per l'uso sulla Terra. Spostandosi in senso orario da lì, ogni quadrante introduce nuove sfide, per le quali abbiamo sempre meno esperienza.

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

Risorse nello spazio

Potresti chiederti dove si ottengono 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 missili 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 portassimo quel particolare isotopo sulla Terra, potremmo eliminare la nostra dipendenza dai combustibili fossili.

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

In che modo questi casi cambiano l'economia nell'industria spaziale? Già aziende come Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries e Asterank si stanno organizzando per affrontare queste opportunità. E gli studiosi stanno iniziando a delineare come affrontare le questioni relative ai diritti di proprietà, allo sfruttamento e alle partnership.

Minacce da spazio Junk

Il film "Gravity" si apre con un satellite russo che esplode, che innesca una reazione a catena di distruzione grazie ai detriti che colpiscono uno space shuttle, il telescopio Hubble e parte della Stazione Spaziale Internazionale. La sequenza, sebbene non perfettamente plausibile come scritto, è un fenomeno molto reale. Infatti, nel 2013, un satellite russo si è disintegrato quando è stato colpito da frammenti di un satellite cinese esploso nel 2007. Conosciuto come effetto Kessler, il pericolo derivante dai 500.000 pezzi di detriti spaziali ha già attirato l'attenzione delle autorità pubbliche cerchi. Come si dovrebbe prevenire, ridurre o mitigare questo rischio? Quantificare l'impatto ambientale dell'industria spaziale e affrontare le operazioni sostenibili deve 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 far salire a bordo un modulo per lo spazio destinato allo spazio; ci sono compagnie che faranno volare quei missili verso la Stazione Spaziale Internazionale; e ce ne sono altri che possono fare una parte di ricambio una volta lì.

Quello che viene dopo? In un certo senso, nessuno lo sa, ma tutti i segnali indicano che questa nuova industria andrà avanti. Una nuova svolta potrebbe alterare la velocità, ma il percorso sembra impostato: esplorare più lontano da casa, sia che si tratti della luna, degli asteroidi o di Marte. È difficile credere che 10 anni fa, i lanci di SpaceX avessero ancora successo. Oggi, un vivace settore privato è costituito da decine di società che lavorano su tutto, dalle navicelle spaziali commerciali e propulsione a razzo a estrazione spaziale e produzione alimentare. Il prossimo passo è lavorare per consolidare le pratiche commerciali e maturare il settore.

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In piedi in una grande sala all'Università di Pittsburgh, nell'ambito della White House Frontiers Conference, vedo il futuro. Avvolto nella mia testa ci sono gli occhiali per la realtà virtuale allo stato dell'arte. 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 da informazioni. E chissà, forse tra 10 anni, qualcuno si troverà sulla superficie reale di Marte.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Joel Wooten. Leggi l'articolo originale qui.