Môžeme teda už vystúpiť zo Zeme a začať stavať základne na Mesiaci alebo asteroide? Ako bolo zdôraznené v nedávnom blogovom príspevku Úradu pre vedu a techniku, jedným zo spôsobov, ako to urobiť rýchlo, môže byť použitie zdrojov na mieste. Ako však môžeme začať? Môžeme si to dovoliť urobiť teraz, v tejto ťažkej hospodárskej situácii?
Space Magazine hovoril s Philipom Metzgerom, bývalým vedúcim výskumného fyzika v Kennedyho vesmírnom stredisku NASA, ktorý túto tému podrobne preskúmal na svojich webových stránkach av publikovaných publikáciách. Tvrdí, že vytvorenie tohto priestoru by bolo podobné tomu, ako pútnici skúmali Severnú Ameriku. V prvej trojdielnej sérii načrtáva odôvodnenie a prvé kroky k jeho dosiahnutiu.
UT: Hovorilo sa, že použitie zdrojov na Mesiaci, Marse alebo asteroidoch bude lacnejšie ako preprava všetkého zo Zeme. Súčasne s tým sú spojené počiatočné náklady, pokiaľ ide o vývoj technológie na vykonanie tejto ťažby a okrem iného aj zaslanie tohto zariadenia tam. Ako zladíme tieto dve skutočnosti?
PM: Vesmírny priemysel bude mať obrovskú návratnosť, ale štart bude nákladný. Pred niekoľkými rokmi som bol frustrovaný, pretože som si nemyslel, že samotné obchodné záujmy by stačili na to, aby sa naplno rozbehol v našej generácii, takže som sa opýtal na otázku, či nájdeme lacný spôsob pre vlády sveta (alebo filantropov alebo iní, ktorí nemusia mať bezprostredný komerčný záujem), aby sa to začalo jednoducho kvôli spoločenským výhodám, ktoré prinesie? Preto sme s kolegami napísali dokument „Dostupné rýchle zavádzanie vesmírneho priemyslu a civilizácie solárnych systémov“.
Zasadzujeme sa o zavádzací prístup, pretože pomáha vyriešiť problém vysokých nákladov na spustenie a umožňuje ľudstvu začať rýchlo ťažiť z výhod, pretože ich potrebujeme rýchlo. Prístup typu bootstrapping funguje takto: Namiesto zostavovania všetkého hardvéru na Zemi a jeho odoslania do vesmíru, ktorý je pripravený na začatie výroby, môžeme do vesmíru poslať zníženú množinu hardvéru a urobiť len toľko, čo potrebujeme. Zvyšok vyrobených častí môžeme poslať zo Zeme a skombinovať ich s tým, čo sme vytvorili vo vesmíre. Postupom času to robíme, až kým sa nevyvineme do plnej výrobnej kapacity vo vesmíre.
Takto sa vybudovali kolónie na Zemi, až nakoniec dokázali prispôsobiť priemysel svojej vlasti. Napríklad pútnici nepriniesli na Mayflower celé továrne z Európy. Teraz si vybudovanie amerického priemyslu trvalo stovky rokov, ale s robotikou a pokročilou výrobou as určitými úmyslami to dokážeme urobiť oveľa rýchlejšie za stále dostupnú cenu. Urobili sme niekoľko základných modelov tohto prístupu založeného na zavádzaní systému a zdá sa, že by to bola malá časť nášho ročného rozpočtu na vesmír a mohol by založiť priemysel v priebehu niekoľkých desaťročí.
Myslím si, že je ešte dôležitejšie ako cena, že s prístupom bootstrapping môžeme začať ihneď. Nepotrebujeme dokončovať celý dizajn a vývoj vopred. Rozdeľuje tiež náklady v čase, takže ročné výdavky sú veľmi nízke. A to nám umožňuje čas rozvíjať našu stratégiu, zisťovať, čo funguje a čo bude mať bezprostrednejšiu ekonomickú návratnosť, keď budeme pokračovať. Mnoho ľudí hľadá okamžité spôsoby, ako získať návratnosť vo vesmíre. Existuje niekoľko skvelých nápadov a som si istý, že budú úspešné. Jedným z príkladov je vytvorenie ťažobnej operácie, ktorá doplní komunikačné satelity na geosynchrónnej obežnej dráhe. Tieto druhy činností prispejú k úsiliu o začatie priemyslu vo vesmíre a budú z neho mať úžitok a budú generovať príjmy na financovanie svojej časti úsilia.
UT: Prečo si myslíte, že Mesiac je dobrým miestom na začatie činnosti? Aké by to boli aktivity na začiatku? Ako sa odtiaľto dostaneme do zvyšku slnečnej sústavy?
Keď sme spolu s kolegami napísali dokument, sústredili sme sa čiastočne na Mesiac, pretože to bolo počas programu súhvezdia NASA na vytvorenie mesačnej základne. Rovnako je však možné použiť asteroidy v blízkosti Zeme na spustenie tohto vesmírneho priemyslu alebo na použitie obidvoch. V každom prípade musíme začať s kozmickým priemyslom blízko Zeme. Tým sa pri uvedení do prevádzky udržia nízke prepravné náklady. Umožňuje nám tiež pracovať s oveľa kratším časovým oneskorením v rádiovej komunikácii, čo je dôležité v počiatočných fázach predtým, ako sa robotika stane dostatočne automatizovanou. V ideálnom prípade bude priemysel plne automatizovaný; chceme, aby roboty pripravili cestu, ktorú budú nasledovať ľudia.
Ak si však myslíme, že budeme potrebovať ľudí počas počiatočného spustenia priemyslu - napríklad na opravu alebo riešenie problémov s pokazeným hardvérom alebo na vykonávanie zložitých úloh, ktoré roboti ešte nemôžu robiť - potom začatie v blízkosti Zeme bude ešte dôležitejšie. Ukazuje sa, že Mesiac aj asteroidy sú vynikajúcim miestom na začatie priemyslu. Teraz vieme, že majú dostatok vody, minerálov, z ktorých je možné rafinovať kovy, uhlík na výrobu plastov atď. Som rád, že v oboch lokalitách plánujú spoločnosti rozvíjať ťažbu, aby sme videli, čo funguje najlepšie.
Ďalším dôvodom založenia priemyslu v blízkosti Zeme je to, že môže mať včasnú ekonomickú návratnosť. Nakoniec, keď sa všetko, vrátane kozmických lodí a skladovacích staníc vyrobí vo vesmíre pomocou autonómnej robotiky, priemysel sa stane sebestačným a bez ďalších nákladov sa nám vráti späť neskutočne. Dosiahnutie tohto bodu si však vyžaduje nejaké vážne investície a ak sa nám niečo vráti, bude ľahšie investovať. Aké druhy návratnosti nám teda môže poskytnúť v blízkej dobe? Vediem zoznam nápadov, ako zarobiť peniaze vo vesmíre, a na zozname je asi 19 položiek, niektoré bláznivé a iné nie také bláznivé. Medzi vážne myšlienky patrí: vesmírny cestovný ruch; výroba a predaj pohonných hmôt NASA na prieskumné a vedecké misie; vracať kovy ako platina na predaj na Zemi; a výroba náhradných dielov pre iné činnosti vo vesmíre.
Niektoré z počiatočných vecí, ktoré urobíme na Mesiaci alebo asteroidoch, sú zdokonalenie techník ťažby s nízkou gravitáciou, naučenie, ako vyrobiť solárne články z regolitu, a naučenie, ako extrahovať užitočné kovy z minerálov, ktoré by tu neboli považované za rudy. na Zemi. Všetky tieto možnosti sú možné a na ich fungovanie sú potrebné iba malé investície.
Bude si vyžadovať desaťročia úsilia, aby sa vesmírny priemysel stal sebestačným. Možno dve desaťročia, ak začneme okamžite a pracujeme stabilne, alebo možno päť desaťročí, ak máme nižšiu úroveň financovania. Ale ak robotika postupuje tak rýchlo, ako robotici očakávajú, čoskoro nebude žiadna výrobná úloha, ktorú robot nemôže urobiť. Keď príde ten deň a my sme zriadili kompletný dodávateľský reťazec vo vesmíre, potom bude ľahké poslať sady hardvéru na hlavný asteroidový pás, aby sa začalo ťažiť a vyrábať tam, kde sú miliardy krát viac zdrojov, ako čo máme na Zemi.
Potom by priemysel mohol postaviť pristávacie plavidlo, aby dopravil vybavenie na povrch Marsu, kde môže stavať mestá a prípadne dokonca terraformovať planétu. Keď máme stroje, ktoré môžu používať miestne zdroje na vykonávanie práce a vytváranie kópií seba samých, potom môžu vykonávať rovnakú úlohu v suchých svetoch, aké tu zohrával biologický život na našej mokrej Zemi. Môžu transformovať životné prostredie a stať sa potravinovým reťazcom, takže tieto svety budú miestom, kde môže ľudstvo pracovať a žiť. Uvedomujem si, že to znie príliš ambiciózne, ale 20 až 50 rokov technologického rastu prinesie obrovský rozdiel a hovoríme iba o výrobe - nie o raketovej vede - a to je niečo, čo sme už tu na Zemi dosť dobrí. S trochou extrapolácie do budúcnosti to nie je šialený nápad.
UT: Aké hlavné vybavenie a robotika potrebujeme, aby sme dosiahli tieto ciele?
PM: Existuje zaujímavý projekt s otvoreným zdrojovým kódom, ktorý vyvíja to, čo nazývajú „Global Village Construction Set“. Je to 50 strojov, ktoré budú schopné znovu spustiť civilizáciu. Zahŕňa veci ako veterný mlyn, rýpadlo-nakladač a 3D tlačiareň. Potrebujeme ekvivalentnú stavebnú súpravu Lunar / Asteroid Village.
NASA v roku 1980 vypracovala štúdiu s cieľom zistiť, aké sady strojov sú potrebné v továrňach na Mesiaci na zostavenie 80% ich vlastných častí. Zvyšných 20% by bolo potrebné neustále zásobovať Zemou. V našom dokumente sme tvrdili, že môžeme začať s oveľa menej ako 80% uzavretím, čo ho robí dostupnejším a umožňuje nám začať dnes, ale systém by sa mal vyvíjať, až kým nedosiahne 100% uzavretie. Prvá sada hardvéru by teda mohla vyrobiť surové solárne články, kov, kovové súčasti s potlačou v 3D a raketové pohony.
Ak to spravíme, umožní nám to vyrobiť značnú časť hardvéru ďalšej generácie a podporí dopravnú sieť. V priebehu času chceme vyvinúť celý dodávateľský reťazec, ktorý by bol rozsiahlejší ako len 50 rôznych typov strojov. Ale predtým, ako umiestnime čokoľvek do vesmíru, budeme ich chcieť testovať na drsných miestach tu na Zemi, a pritom zistíme, ktorá sada strojov má pre prvú generáciu najväčší zmysel. Cieľom je naučiť sa, ako ideme, aby sme mohli začať ihneď.
Toto je prvá z troch častí o budovaní vesmírnej základne. Zajtra: Koľko peňazí by to zabralo? Deň po zajtra: Robiť vzdialené roboty inteligentnými.
