(Vaizdas: © NASA)
Rod Pyle yra kosmoso autorius, žurnalistas ir istorikas, parašęs trylika knygų apie kosmoso istoriją, tyrinėjimą ir plėtrą pagrindiniams leidėjams, išleistas septyniomis kalbomis. Jis yra vyriausiasis žurnalo „Ad Astra“, kas ketvirtį spausdintos Nacionalinės kosmoso draugijos leidinio, redaktorius, jo straipsniai dažnai pasirodė „Space.com“, „Live Science“, „Futurity“, „Huffington Post“ ir „Wired“.
Savo naujausioje knygoje „Erdvė 2.0, "šiandien (vasario 26 d.), Pyle'as apžvelgia būsimą kosmoso tyrinėjimą, išteklių gavybą ir atsiskaitymą. Ištraukoje iš 14 skyriaus" Sunkvežimiai sustoja kosmose "aptariama, kaip infrastruktūra bus kritinė žmogaus ekspansijai. anapus Žemės.
Perskaitykite ištrauką:
Infrastruktūra nėra labai jaudinantis žodis. Kalbant apie reklamos vadovo prioritetus, tai visiškai neturi nei raketos paleidimo, nei pirmojo batelio „Mars“ blyksnio ir apakinimo. Bet kai diskutuojama apie naują kosminių skrydžių amžių ir atsirandančias naujas komercines galimybes, viskas. Dėl infrastruktūros kosmoso plėtra ir atsiskaitymas taps prieinamas ir įprastas. Tai vienintelis rimtas kelias į priekį. Štai kodėl daugelis kosmoso prekybos žmonių apie tai kalba su tokia aistra. Visa tai yra infrastruktūra.
Taigi, kas yra kosminės infrastruktūros, tiksliai? Galbūt reikia metaforos. Kosmoso infrastruktūra panašiai kaip paslaugos, leidžiančios pagyvinti jūsų kasdienį gyvenimą šiuolaikinėje visuomenėje. Kai atsikeliate ryte, pasukite šviesos jungiklį - elektros energiją, kuri yra infrastruktūros dalis. Praustis po dušu? Vandentiekio vanduo yra infrastruktūra. Grąžinkite mašiną iš garažo, kad nuvažiuotumėte į darbą? Keliai ir greitkeliai yra infrastruktūra. Jūs gaunate idėją. Dujos, kuriose jūs sustosite, „Starbucks“ ir internetas, kuris siunčia jums 113 el. Laiškų, kuriuos praleidžiate atvykę į darbą - visa tai yra kasdienio gyvenimo infrastruktūros dalis.
Žinoma, konkretūs reikalingi kosmoso infrastruktūros elementai priklauso nuo to, kaip veiksime toliau. Pirmiausia galime sukonstruoti orbitoje esančių degalų, arba galbūt orbitą keliančios bazės milžiniškų statinių statybai. Privačios įmonės planuoja statyti orbitą keliančius viešbučius. Pramonės ir universitetų grupės tiek JAV, tiek Kinijoje tiria saulės energijos palydovus, galinčius suteikti energijos tiek operacijoms kosmose, tiek naudojimui Žemėje. Kai kurioms giliųjų kosminių misijų koncepcijoms prireiks maršruto stočių, kad būtų galima surinkti į Marsą ir už jo esančius laivus. „SpaceX“ statomų daugkartinio naudojimo raketų, o netrukus ULA ir „Blue Origin“, laivynai taip pat yra kosminės infrastruktūros dalys. Tai tik keli pavyzdžiai.
Kosmosas yra tokia nesubrendusi pramonė, patenkinamos infrastruktūros idėja yra palyginti pagrindinė. Vietoj šviežiai asfaltuoto autostradoje pasirinksime dviejų juostų greitkelį. Mums vis tiek reikia degalų, bet mes atsiskaitysime už įprastą, o ne priemoką. Nereikia užkandžių ar penkių valandų energetinių gėrimų - tiesiog duokite mums būtiniausių dalykų, kad šis siekis klestėtų. Iš esmės mums reikia bazinių biurų, ligoninių, viešbučių, degalinių, raitelių ir sunkvežimių sustojimų žemės orbitoje ir už jos ribų. Naujajame kosmoso amžiuje, jei norime žengti toliau nei ekspedicinis žmogaus kosmoso tyrinėjimo modelis - trumpos kelionės į kitų pasaulių pažintį ir tada grįžimas namo - tvirta infrastruktūra bus nepaprastai svarbi. Jei norime išplėsti savo rūšies pasiekiamumą už Žemės ribų, gyventi ir dirbti kosmose, infrastruktūra yra kitas kritinis kosmoso sureguliavimo etapas, jei bus prieinamos paleidimo galimybės. O „Space 2.0“ dalyviai, kuriantys šią infrastruktūrą, tikisi, kad laikui bėgant tai jiems atneš pelną, kritišką privačioms investicijoms.
Nacionalinė kosmoso draugija inicijavo savo susitikimą dėl kosmoso apgyvendinimo 2017 m., O dabar tai yra kasmetinis renginys. Pirmuosius metus dalyvavo keletas geriausių mąstytojų, įsivaizduojančių ir įgyvendinančių „Space 2.0“, įskaitant privačius verslininkus, NASA vadovus, karinius pareigūnus ir investuotojų asmenis. Jie buvo ne tik aptarti kosmoso gyvenvietės - žmonių užmojai kosmose, taip pat klausimai, susiję su infrastruktūra, reikalinga erdvei sudaryti gyvenvietė - įvairių formų, tiek robotų, tiek žmonių, kosmoso plėtra, siekiant visuotinės naudos. Abi jos yra neatsiejamai susijusios.
Kaip ir daugelyje „Space 2.0“ dalykų, gali būti lengviau įsivaizduoti tolimiausius, o ne tiesioginius tikslus. Mes norime, kad degalų saugyklos kosmose, išteklių gavyba užtikrintų, kad tas kuras, gamyba naudojant kitus in situ išteklius, išėjimo postai, maršrutinės stotys, bendruomenės ir dar daugiau. Tačiau labiausiai įkvepia pirmieji žingsniai siekiant šių tikslų.
Žmonės pastaruosius šešis dešimtmečius praleido darydami ekspedicinius brūkšnius į kosmosą. Buvo tie pirmieji puolimai į orbitą. šuolis į mėnulį . tada beveik penkiasdešimt metų orbitoje skriejo Žemė tiek stotyse, tiek erdvėlaiviuose. Bet nė viena iš jų nėra tikra infrastruktūra. Kosminį šaudyklą buvo galima naudoti tik ribotai. Net ISS yra tarpinis žingsnis ir tinkamas naudoti tik esant nuolatiniam žemės tiekimui. Pagrindinis kosminės infrastruktūros tikslas yra nuolatinis turimas turtas ir ištekliai, reikalingi gyventi ir dirbti kosmose, gauti iš kosminiuose šaltiniuose - vanduo ir statybinės medžiagos iš mėnulio ir asteroidai, pavyzdžiui.
Vienas iš pagrindinių susitikimų dėl kosmoso sureguliavimo susitikimo buvo tai, kad nė vienas atsakymas negali įgalinti kosmoso infrastruktūros. Yra daugybė planų ir idėjų, todėl turime surinkti ir susitarti dėl geriausio galimo jų pogrupio ir nubrėžti kelią į priekį.
NASA rangovas ir NSS vykdomasis vadovas Bruce'as Pittmanas apibendrino infrastruktūros svarbą proceso pradžioje: „Idėja yra užmegzti dialogą, kaip dirbti Saulės sistemoje ateinančius penkiasdešimt metų. Tai užtruks daugiau nei raketos, todėl praplėskime diskusija. Turime kalbėti apie giluminio kosmoso ekonomiką. Mes žinome, kaip užsidirbti pinigų GEO - geosinchroninėje Žemės orbitoje - kaip galime uždaryti verslo atvejį be to? “
Šis teiginys suformulavo svarbų klausimą, su kuriuo susiduria visa kosmoso bendruomenė, bet ypač nesąmoningi mokslininkai. Aš tai sakau, nes visada galime suformuluoti pagrindą, kodėl reikia eiti į kosmosą mokslas - NASA, ESA ir Rusijos „Roscosmos“ tai daro dešimtmečius. Tačiau kosmoso mokslą visada rėmė vyriausybė ir mokesčių mokėtojai, tačiau iš esmės jis nėra nukreiptas į pelną jo gaunamos technologinės plėtros atspirties taškai yra apčiuopiami. Verslas kosmose išmatuojama ekonominė grąža padidės. Iš tikrųjų vien telekomunikacijų pramonė padarė daugybę milijardų orbitoje, tačiau norint gilinti žmoniją į kosmosą ir leisti jai išlikti, tvirtas verslo modelis yra kritinis - terminas „giluminės erdvės ekonomika“ sako viską.
Ankstyviausiuose etapuose tai reiškia, kad reikia naudotis ištekliais, kuriuos lengviausia pasiekti paprasčiausiais būdais. Vanduo iš mėnulio dirvožemio ir galimos ledo nuosėdos Mėnulyjetaip pat vanduo asteroiduose gali būti naudojamas kurui, geriamajam vandeniui, kvėpuojamam orui ir raketų kurui. Marso ledo telkiniuose ir jo atmosferoje yra būtinos tų pačių prekių sudedamosios dalys. Mėnulio, asteroido ir Marso dirvožemį galima iškasti, kad būtų sukurtos plytos, betonas ir 3D spausdintos struktūros. Iš kiekvieno iš šių kūnų taip pat gali būti išgaunamas metalas, stiklas ir kiti elementai. Visame pasaulyje vykstantis darbas ISS ir mokslinių tyrimų įstaigose parodė, kad valgomus augalus galima auginti ir auginti nesvarumo sąlygomis ir kitose planetose, naudojant tinkamus metodus. Turint pakankamai sėklų atsargų ir padidėjusių tinkamos mitybos šaltinių, maistas neturėtų sukelti didelių problemų.
Taigi, jei įsivaizduojame laiką, per kurį mes galėjome sukurti šias pagrindines prekes, galime apsvarstyti kitą žingsnį. Pittmanas ėmėsi diskusijų apie ateitį, kur šie ištekliai buvo išgauti ir saugomi kuro saugyklose. „Jei turiu perteklių prekių, galiu pradėti jas pardavinėti kitiems žmonėms“, - aiškino jis. "Štai kaip jūs einate į priekį ir procesas tęsiasi. Dabar norime žinoti, kaip tai padaryti kuo mažesnėmis sąnaudomis ir kuo lanksčiau."
Išsiaiškinkime, ką tai iš tikrųjų reiškia. Nenuostabu, kad daugybė intelektualių žmonių dešimtmečiais galvojo apie įvairias didelio masto kosmoso infrastruktūros dalis NASA, kosmoso kompanijose ir universitetuose. Tačiau „Space 2.0“ finansavimas yra ribotas ir naujos „Apollo“ mėnulio nusileidimo programos masto iniciatyvos mažai tikėtinos. Brangūs mokesčių mokėtojų palaikomi kosminiai skrydžiai yra praeitis ir mažai tikėtina, kad mes pastatysime dar vieną 150 milijardų dolerių kosminę stotį su mokesčių doleriais. Išsiskleidžiančios infrastruktūros programos patenka į tą pačią kategoriją - vien vyriausybės finansavimo nepakaks. Turi būti rastas naujas modelis, kuris palengvins šios infrastruktūros kūrimą. Ankstyvosios infrastruktūros sukūrimas, be abejo, priklausys nuo kai kurių NASA pinigų, greičiausiai per verslo partnerystes, tokias kaip NASA komerciniai susitarimai, skirti aprūpinti ISS, privačios investicijos galiausiai paskatins šį procesą.
Tokio tipo partnerystės pavyzdį konferencijoje pateikė George'as Sowersas, buvęs ULA viceprezidentas ir šiuo metu Kolorado kasyklų mokyklos profesorius. Jo aptartas planas vadinamas „CisLunar-1000“, ULA iniciatyva iki 2045 m. Savarankiškame ūkyje gyventi 1000 žmonių, dirbančių ir dirbančių kosmose. Planas yra nukreiptas į ACES kosmoso vilkiką, kurį galite prisiminti iš 9 skyriaus. ACES galėtų būti naudojamas tiekti atsargas - orą, vandenį, degalus ir kita - iš visur, kur jis iškasamas kosmose, ten, kur jo labiausiai reikia, o paskui laikyti. depuose. Kai kurie iš šių saugyklų bus Žemės orbitoje, kiti - Mėnulyje, o kiti galiausiai netoli Marso ir ant jo.
"Mėnulio poliuose yra [apie] dešimt milijardų metrinių tonų vandens. Mes galime pradėti nuo degalų papildymo tarnybų", - teigė Sowersas. Vanduo iš mėnulio šaltinių būtų degalai, tada kaupiami. "Šis degalų prieinamumas numato prekybos kelius naudojant ACES ir XEUS." XEUS yra robotinis mėnulio nusileidimo įrenginys, galintis pernešti naudingus daiktus iš mėnulio paviršiaus į saugyklas.
Nors kosmoso verslininkai tiria šių išteklių gavimo, gabenimo ir saugojimo būdus, tai galiausiai gali pasirodyti pernelyg rizikinga net milijardieriams, neturintiems vyriausybės partnerystės. Lori Garver, buvusi NASA administratoriaus pavaduotoja, mano, kad vyriausybės partnerystė su privačia pramone yra geras būdas skatinti sektoriaus augimą. "Aš labai tikiu demokratija ir kapitalizmu, o išplėsti juos į kosmosą yra nuostabi idėja."
Kai kas čia gali įžvelgti prieštaravimą - kodėl vyriausybė ir, galiausiai, mokesčių mokėtojai turėtų finansuoti šias pastangas arba jas bendrai finansuoti, kad ateityje korporacijos gautų pelną? Garveris į šį klausimą atsako elegantiškai: „Kaip matėme savo kapitalistinėje visuomenėje, vyriausybė investuoja į sunkius dalykus, pašalina dalį rizikos ir leidžia privačiajam sektoriui judėti ir atverti naujas rinkas. Tai leis skristi iš kosmoso. konkurencingiau ir reiškia, kad į kosmosą einame kaip į civilizaciją, kaip į sąžiningą ir demokratinę visuomenę. Taigi man ateities kosmoso programa tiesiog plečia voką, o privatūs sektoriai ateina ir stato už jo, o kartais ir šiek tiek šokteli. į priekį, bet jie iš tikrųjų yra simbiotiniai “. Ir tęsia ji, kai privatūs koncernai plečia šią infrastruktūrą, ekonominę naudą galiausiai gauna tauta, kuri juos finansavo, kaip tai buvo devynioliktame amžiuje nutiestuose geležinkeliuose ir dvidešimtajame avialinijose.
Mūsų patirtis Žemėje parodė, kad komercinė ar kitokia subjektų konkurencija skatina inovacijas ir augimą. Kosmoso įmonė bus ta pati - konkurencija tarp didelių ir mažų įmonių sudarys prieinamas galimybes pasiekti, gyventi ir dirbti kosmose ir galiausiai duos naudos nacionalinei, tada ir pasaulio ekonomikai. Nepaisant milijardų, kuriuos investavo tokie žmonės kaip Muskas ir Bezosas, vyriausybė vis tiek atliks svarbų vaidmenį tiek JAV, tiek tarptautiniu mastu.
NASA atstovauja tokio pobūdžio viešojo ir privačiojo sektorių partnerystę. Jokia kita nacionalinė kosmoso agentūra nebuvo susidūrusi su verslumo sektoriaus iškilimu JAV lygyje. Kaip matėme, tai jau paskatino novatorišką ir naudingą bendradarbiavimą. Tačiau NASA, tradicinių aviacijos ir kosmoso kompanijų ir verslininkų santykiuose galima rasti puikų momentą. Tinkamo mišinio nustatymas bus vienas didžiausių iššūkių NASA ir kitų kosminiu būdu naudojamų tautų vyriausybėms per artimiausią ar du dešimtmečius.
Tai reiškia, kad NASA ir toliau pereis nuo „mes tvarkome visus svarbiausius JAV kosmoso mokslo ir žmonių kosminių skrydžių bandymus“ agentūros prie „mes dirbame su jumis kosmose, pirmiausia atlikdami sunkius dalykus ir investuodami į privatųjį sektorių. poilsio “organizavimas. NASA visuomet samdė išorinius rangovus - tradicines aviacijos ir kosmoso kompanijas - kurti didžiąją dalį savo kosminės įrangos. Iki dvidešimt pirmojo amžiaus tai buvo daroma pirmiausia su „plius plius“ sutartimis - rangovams apmokamos išlaidos, susijusios su sutarties vykdymu, tada sumokama papildoma suma, kad jie galėtų gauti pelno.
Per pastarąjį dešimtmetį NASA kai kuriuos savo pirkimus nukreipė ne į šį modelį, o į tai, kas vadinama „fiksuotos kainos sutarčių sudarymu“, kartu su kitais panašiais susitarimais, kad patobulintai dirbtų kartu su „SpaceX“ ir „Boeing“ skraidydami astronautus į ISS. Tikslas yra pasidalyti riziką ir atlygį bei paskatinti rangovus investuoti daugiau savo išteklių į naujos kosmoso technologijos plėtrą. Tai leidžia NASA sudaryti sutartis dėl įprastų darbų, tokių kaip ISS eksploatavimas, raketų paleidimas ir galiausiai kosminių degalų saugyklų įsteigimas. Tada NASA gali vykdyti egzotiškesnes mokslines ir į tyrinėjimą orientuotas giliųjų kosminių misijas - tiek robotas, tiek įgulos narius - praeityje taip sėkmingai pavyko.
Idėja, kad NASA turėtų padėti pasirašyti kosmoso infrastruktūros plėtrą sudarant bendradarbiavimo susitarimus, plačiai palaikoma. Taigi kyla klausimas, kaip geriausiai pasiekti tokį bendradarbiavimą. Kaip atrodytų tokia NASA vadovaujama infrastruktūra? Kaip išleidžiami NASA doleriai, palyginti su privačiomis investicijomis? Kur sustoja NASA misijos ir prasideda privačios, verslios? Kam tai naudinga ir kaip?
NASA žmogiškųjų tyrinėjimų ir operacijų asocijuotasis administratorius Billas Gerstenmaieris siūlo NASA ir privačios pramonės turto sujungimo planą. "Jei kas nors sukonstruos žemę, aš turiu infrastruktūrą. Jei turiu gyvenamųjų vietų, tokių kaip „Orion“ kapsulė, Tada galėčiau naudoti privataus sektoriaus krovinių gabenimą į objektą Mėnulyje ir iš jo. Turiu visas infrastruktūros dalis, kurios suteiks galimybę kam nors kitam, tik už kainą už žemę nusipirkusį įrenginį, turėti Mėnulio paviršiaus galimybes. Tada mes su jais susisieksime komandoje. patekti į mėnulį ir iš jo. Tai leidžia NASA įgyti daugiau patirties Mėnulio paviršiuje. Taigi aš neturiu mokėti už tai iš anksto; tai apima kitos šalies, norinčios ten daryti reikalus, interesai. Tai yra mūsų bendras požiūris “.
Pagal šį modelį NASA pateikia jau sukurtos ar jai prasmingos plėtros dalis, o privatioji pramonė užpildo spragas bendradarbiaudama viešojo ir privačiojo sektorių partnerystėje, galiausiai savo lėšomis. Ryšio palydovų rinkos augimas pateikia keletą naudingų pavyzdžių. Ankstyviausios versijos skrido 1958 m. Remiant NASA. Tada septintajame dešimtmetyje į orbitą buvo nusiųsta daugiau palydovų, kuriuos sudarė NASA ir pastatė privatūs rangovai. 1962 m. „Telstar“ buvo pirmasis privačiai paleistas ryšių palydovas - tai AT&T, „Bell Laboratories“, Didžiosios Britanijos ir Prancūzijos nacionalinių pašto tarnybų ir NASA bendra įmonė. Daugelis kitų pasekė.
Kosmoso infrastruktūros raidos pavyzdys galėtų būti NASA, teikianti raketas Mėnuliui gauti, o privati pramonė aprūpindama žemės kasimo ir perdirbimo išteklius žemėmis ir antžeminėmis mašinomis. Būtent tai siūlo „Blue Origin“ su savo „Blue Moon“ tūpikliu, o Silicio slėnio startuolis „Moon Express“ - su savo mėnulio kasybos robotais. Galimas tokių partnerysčių išplėtimas galėtų lemti mėnulio rūdos kasybą ir konstrukcijų su rafinuota mėnulio medžiaga statybą, kai žmonių keleiviai būtų palaikomi mėnulio vandens ir deguonies.
Nuo 1985 m. Novatoriškas astronautas Buzzas Aldrinas plačiai kalbėjo ir rašė apie savo idėjas dėl kosminio transporto infrastruktūros. Jis numato erdvėlaivius, kurie seka nuolatinėmis orbitomis tarp Žemės ir Marso, kad žymiai sumažintų didelių žmonių ir krovinių siuntimo į tą planetą sąnaudas ir sudėtingumą. Šie erdvėlaiviai vadinami Aldrin Cyclers.
Pagrindinis Aldrino sampratų tikslas yra nuolatinis žmonių apgyvendinimas erdvėje. Jis numato logišką galimybių palaikymą žmonėms išlaikyti Mėnulyje ir tada Marse, vis tolimesniame anklave, kurį leido jo pirmtakai, pradedant naujomis laboratorijomis žemoje Žemės orbitoje. Evoliucinis dizainas yra pagrindinis bruožas, kaip ir išteklių naudojimas Mėnulyje, dirbtinė gravitacija bei didelio efektyvumo ir didelės traukos sistemos. Bus svarbus tarptautinis dalyvavimas. Šie metodai įgalina patikimą ir prieinamą būdą žmonėms perkelti iš Žemės į Marsą: dviratininkams. 120
Aldrino projektuose šie dviratininkai naudojasi sunkio jėgos pagalba, kurią teikia Marsas, važiuodami pro planetą ir grįždami į Žemę. Periodiškai trajektorijos pataisas turėtų atlikti varomoji sistema, tiek iš cheminių raketų variklių, tiek iš modernių saulės elektrinių variklių, kurie saulės spinduliams naudoja mažesnės galios, bet ilgesnės trukmės varomąją jėgą. Bet kuriuo atveju didžioji dalis skrydžio yra „nemokamas važiavimas“.
Dviratininko koncepcijos grožis yra tas, kad didelę transporto priemonės masę reikia užvesti ir surinkti tik vieną kartą, o tada ji tęsia savo begalinę kelionę tarp pasaulių, kol ji funkcionuoja. Nedideli maršrutai kursuos iš žemės į dviratininką, paskui iš dviratininko į Marsą, kai dviratininkas važiuoja per įvairias savo vietas. Dviratininkai galėtų gabenti gyvybės palaikymo įrangą, reikalingą įgulai išlaikyti. Net ir būtinas masyvus radiacijos ekranas nebebūtų aktualus - medžiagas iš Žemės ar randamas kosmose reikia įsigyti tik vieną kartą, tada skristi neribotą laiką. Didesniuose dviratininkų cikluose galėtų būti centrifugos, kurios įgulai sudarytų mažo svorio aplinką, kuri padėtų jiems išlaikyti sveikatą ilgo skrydžio metu. Dviratininkai skris poromis, vienas iš jų kerta išeinančią koją, o antrasis tuo pačiu keliu lygiagrečiai judėjo iš Marso atgal į Žemę.
...
Nors infrastruktūra gali būti ne jaudinantis žodis, be abejo, jaudinanti perspektyva: Kosmoso išteklių gavybos, transportavimo ir saugojimo patalpų įkūrimas netoli Žemės, Mėnulio ir galiausiai Marsas atvers Saulės sistemą žmonėms tokiu būdu, kuris anksčiau buvo matomas tik mokslinė fantastika. Tai suteiks ne tik daugiau galimybių tyrinėti ir plėtoti kosmosą, bet ir duos realios naudos žmonėms, dirbantiems ant žemės. Šiems bandymams paremti reikės užpildyti šimtus tūkstančių darbo vietų visame pasaulyje, o investicijų į kosmosą grąža pradės didėti, kai tikra infrastruktūra pradės mažinti išlaidas ir didinti galimybes. Laikas tai padaryti realybe.
- „Nuostabios kosminio amžiaus istorijos“: Klausimai ir atsakymai su autoriumi Rod Pyle
- ULA plane numatyta, kad iki 2045 m. Kosmose dirbs 1 000 žmonių
- „Buzz Aldrin“ NASA: pasitraukite iš tarptautinės kosminės stoties ASAP, kad pasiektumėte Marsą
Tu gali nusipirkite „Space 2.0“ „Amazon“. Sekite mus „Twitter“ @Spacedotcom ir toliau Facebook.
