SpaceX: 10 năm dự đoán về du lịch không gian thương mại cho tương lai

Trong nhiều ngành công nghiệp, một thập kỷ chỉ đủ thời gian để tạo ra sự thay đổi mạnh mẽ trừ khi có gì đó đột phá xuất hiện - một công nghệ mới, mô hình kinh doanh hoặc thiết kế dịch vụ. Ngành công nghiệp vũ trụ gần đây đã được hưởng cả ba.

Nhưng 10 năm trước, không có sự đổi mới nào được đảm bảo. Trên thực tế, vào ngày 28 tháng 9 năm 2008, toàn bộ công ty đã theo dõi và hy vọng khi sản phẩm chủ lực của họ cố gắng ra mắt lần cuối sau ba lần thất bại. Với tiền mặt sắp hết, đây là phát súng cuối cùng. Hơn 21.000 kg dầu hỏa và oxy lỏng đã đốt cháy và cung cấp hai giai đoạn tăng cường ra khỏi bệ phóng.

Xem thêm: SpaceX sẽ gửi robot lên mặt trăng cho không gian vào năm 2020

Khi tên lửa Falcon 1 đó đạt được quỹ đạo thành công và công ty đã đảm bảo một hợp đồng tiếp theo với NASA, SpaceX đã sống sót sau khi khởi động. Dấu mốc đó - tên lửa nhiên liệu lỏng phát triển tư nhân đầu tiên đạt quỹ đạo - đã kích hoạt một ngành công nghiệp vũ trụ mới đang thay đổi thế giới của chúng ta, trên hành tinh này và hơn thế nữa. Điều gì đã xảy ra trong những năm qua, và điều đó có nghĩa là gì về phía trước?

Trong khi các nhà khoa học đang bận rộn phát triển các công nghệ mới giải quyết vô số vấn đề kỹ thuật về không gian, thì có một bộ phận các nhà nghiên cứu khác, bao gồm cả tôi, nghiên cứu góc độ kinh doanh và các vấn đề hoạt động phải đối mặt với ngành công nghiệp mới này. Trong một bài báo gần đây, đồng nghiệp của tôi, Christopher Tang và tôi điều tra các câu hỏi mà các công ty cần trả lời để tạo ra một ngành công nghiệp vũ trụ bền vững và giúp con người có thể thiết lập các căn cứ ngoài trái đất, khai thác các tiểu hành tinh và mở rộng du hành vũ trụ - tất cả trong khi chính phủ chơi ngày càng nhiều vai trò nhỏ hơn trong tài trợ doanh nghiệp không gian. Chúng tôi tin rằng các giải pháp kinh doanh này có thể nắm giữ chìa khóa ít hấp dẫn hơn để mở khóa thiên hà.

Ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu mới

Khi Liên Xô khởi động chương trình Sputnik của họ, đưa một vệ tinh lên quỹ đạo vào năm 1957, họ đã khởi động một cuộc đua vào vũ trụ do cạnh tranh quốc tế và nỗi sợ Chiến tranh Lạnh. Liên Xô và Hoa Kỳ đóng vai trò chính, xâu chuỗi một loạt các First First đầu tiên cho các cuốn sách kỷ lục. Chương đầu tiên của cuộc đua vũ trụ lên đến đỉnh điểm với cuộc đổ bộ mặt trăng lịch sử Apollo 11 của Neil Armstrong và Buzz Aldrin, đòi hỏi đầu tư công lớn, với số tiền 25,4 tỷ đô la Mỹ, gần 200 tỷ đô la trong ngày hôm nay.

Cạnh tranh đặc trưng phần đầu của lịch sử không gian. Cuối cùng, điều đó đã phát triển thành sự hợp tác, với Trạm vũ trụ quốc tế là một ví dụ điển hình, khi các chính phủ làm việc hướng tới các mục tiêu chung. Bây giờ, chúng tôi đã bước vào một giai đoạn mới - cởi mở - với các công ty tư nhân, thương mại dẫn đầu.

Ngành công nghiệp cho tàu vũ trụ và phóng vệ tinh đang trở nên thương mại hóa hơn, một phần, do thu hẹp ngân sách của chính phủ. Theo báo cáo từ công ty đầu tư Space Angels, kỷ lục 120 công ty đầu tư mạo hiểm đã đầu tư hơn 3,9 tỷ USD vào các doanh nghiệp không gian tư nhân vào năm ngoái. Ngành công nghiệp vũ trụ cũng đang trở nên toàn cầu, không còn bị chi phối bởi các đối thủ trong Chiến tranh Lạnh, Hoa Kỳ và Liên Xô.

Năm 2018 đến nay, đã có 72 lần phóng quỹ đạo, trung bình hai lần mỗi tuần, từ các bệ phóng ở Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Nhật Bản, Guinea thuộc Pháp, New Zealand và Hoa Kỳ.

Sự gia tăng trong quỹ đạo phóng các tên lửa thực tế cũng như phóng tàu vũ trụ, bao gồm các vệ tinh và tàu thăm dò được phóng từ không gian, trùng khớp với sự cởi mở này trong thập kỷ qua.

Nhiều chính phủ, công ty và thậm chí cả nghiệp dư tham gia vào các vụ phóng tàu vũ trụ khác nhau hơn bao giờ hết. Với nhiều thực thể tham gia, sự đổi mới đã phát triển mạnh mẽ. Như Roberson lưu ý trong Xu hướng kỹ thuật số, Private Private, không gian thương mại. Ngay cả việc thăm dò, khai thác và khai thác mặt trăng - nó đột nhiên xuất hiện trên bàn, khiến cuộc đua vào vũ trụ ngày nay trở nên quan trọng hơn những gì nó đã cảm thấy trong nhiều năm.

Người ta có thể thấy sức sống này rõ ràng trong tin tức. Vào ngày 21 tháng 9, Nhật Bản đã thông báo rằng hai trong số các máy bay không người lái của nó, được đặt tên là Minerva-II-1, đã hạ cánh trên một tiểu hành tinh nhỏ, xa xôi. Đối với phối cảnh, quy mô của cuộc đổ bộ này tương tự như bắn trúng mục tiêu 6 cm từ khoảng cách 20.000 km. Và đầu năm nay, mọi người trên khắp thế giới đã chứng kiến ​​sự kinh ngạc khi tên lửa SpaceX hạng nặng Falcon đã phóng thành công và - ấn tượng hơn - đã đưa hai tên lửa đẩy của mình trở thành một bãi đáp trong một vở ba lê đồng bộ về tỷ lệ sử thi.

Thách thức và cơ hội

Trong sự tăng trưởng của vốn, công ty và kiến ​​thức, cả nhà nghiên cứu và người thực hành phải tìm ra cách các thực thể nên quản lý hoạt động hàng ngày của họ, tổ chức chuỗi cung ứng của họ và phát triển hoạt động bền vững trong không gian. Điều này là phức tạp bởi các rào cản không gian đặt ra: khoảng cách, trọng lực, môi trường khắc nghiệt và sự khan hiếm thông tin.

Một trong những thách thức lớn nhất liên quan đến việc thực sự có được những thứ con người muốn trong không gian, vào không gian. Sản xuất mọi thứ trên Trái đất và sau đó phóng nó bằng tên lửa rất tốn kém và hạn chế. Một công ty có tên Made In Space đang thực hiện một cách tiếp cận khác bằng cách duy trì một cơ sở sản xuất phụ gia trên Trạm vũ trụ quốc tế và in 3D ngay trong không gian. Các công cụ, phụ tùng và thiết bị y tế cho phi hành đoàn đều có thể được tạo ra theo yêu cầu. Những lợi ích bao gồm linh hoạt hơn và quản lý hàng tồn kho tốt hơn trên trạm vũ trụ. Ngoài ra, một số sản phẩm nhất định có thể được sản xuất tốt hơn trong không gian so với trên Trái đất, chẳng hạn như sợi quang tinh khiết.

Làm thế nào các công ty nên xác định giá trị của sản xuất trong không gian? Công suất nên được xây dựng ở đâu và nên mở rộng như thế nào? Hình dưới đây chia nhỏ nguồn gốc và đích đến của hàng hóa giữa Trái đất và không gian và sắp xếp các sản phẩm thành các góc phần tư. Con người đã thành thạo góc phần tư phía dưới bên trái, được tạo ra trên Trái đất - để sử dụng trên Trái đất. Di chuyển theo chiều kim đồng hồ từ đó, mỗi góc phần tư đưa ra những thách thức mới, mà chúng ta ngày càng có ít chuyên môn hơn.

Lần đầu tiên tôi bắt đầu quan tâm đến vấn đề đặc biệt này khi tôi lắng nghe một nhóm các chuyên gia về robot thảo luận về việc xây dựng một thuộc địa trên Sao Hỏa (trong góc phần tư thứ ba của chúng tôi). Bạn có thể xây dựng các cấu trúc trên Trái đất và dễ dàng gửi chúng lên Sao Hỏa, vì vậy bạn phải sản xuất ở đó. Nhưng đặt người xây dựng trong môi trường khắc nghiệt đó cũng là vấn đề không kém. Về cơ bản, một chế độ sản xuất hoàn toàn mới sử dụng robot và tự động hóa trong một phái viên trước có thể được yêu cầu.

Tài nguyên trong không gian

Bạn có thể tự hỏi nơi người ta lấy nguyên liệu để sản xuất trong không gian, nhưng thực sự có rất nhiều tài nguyên: Kim loại để sản xuất có thể được tìm thấy trong các tiểu hành tinh, nước cho nhiên liệu tên lửa bị đóng băng dưới dạng băng trên các hành tinh và mặt trăng và các nguyên tố hiếm như helium- 3 cho năng lượng được nhúng trong lớp vỏ của mặt trăng. Nếu chúng ta mang đồng vị đặc biệt đó trở lại Trái đất, chúng ta có thể loại bỏ sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Như đã được chứng minh bởi cuộc đổ bộ tiểu hành tinh Minerva-II-1 gần đây, mọi người đang có được bí quyết kỹ thuật để xác định vị trí và điều hướng đến các vật liệu này. Nhưng khai thác và vận chuyển là câu hỏi mở.

Làm thế nào để những trường hợp này thay đổi kinh tế trong ngành công nghiệp vũ trụ? Các công ty như Tài nguyên hành tinh, Moon Express, Deep Space Industries và Asterank đang tổ chức để giải quyết những cơ hội này. Và các học giả đang bắt đầu phác thảo làm thế nào để điều hướng các câu hỏi về quyền sở hữu, khai thác và quan hệ đối tác.

Mối đe dọa từ rác không gian

Bộ phim hấp dẫn Gravityật mở đầu bằng một vụ nổ vệ tinh của Nga, tạo ra phản ứng hủy diệt chuỗi nhờ các mảnh vỡ rơi vào tàu con thoi, kính viễn vọng Hubble và một phần của Trạm vũ trụ quốc tế. Trình tự, trong khi không hoàn toàn hợp lý như được viết, là một hiện tượng rất thực tế. Trên thực tế, vào năm 2013, một vệ tinh của Nga đã tan rã khi bị mảnh vỡ từ vệ tinh Trung Quốc phát nổ vào năm 2007. Được biết đến như hiệu ứng Kessler, mối nguy hiểm từ mảnh vỡ vũ trụ hơn 500.000 đã gây chú ý trong chính sách công cộng vòng tròn. Làm thế nào để ngăn ngừa, giảm hoặc giảm thiểu rủi ro này? Định lượng tác động môi trường của ngành công nghiệp vũ trụ và giải quyết các hoạt động bền vững vẫn sẽ đến.

Cái gì tiếp theo?

Thật đúng là không gian đang trở thành một nơi khác để kinh doanh. Có những công ty sẽ xử lý hậu cần để đưa mô-đun định mệnh của bạn lên tàu vũ trụ; có những công ty sẽ bay những tên lửa đó đến Trạm vũ trụ quốc tế; và có những người khác có thể làm một bộ phận thay thế một lần ở đó.

Tiếp theo là gì? Ở một khía cạnh nào đó, nó có bất kỳ ai đoán được, nhưng tất cả các dấu hiệu đều chỉ ra ngành công nghiệp mới này đang tiến lên phía trước. Một bước đột phá mới có thể làm thay đổi tốc độ, nhưng khóa học dường như đã được đặt ra: khám phá xa nhà hơn, cho dù đó là mặt trăng, tiểu hành tinh hay sao Hỏa. Thật khó để tin rằng 10 năm trước, SpaceX ra mắt vẫn chưa thành công. Ngày nay, một khu vực tư nhân sôi động bao gồm rất nhiều công ty làm việc trên tất cả mọi thứ, từ tàu vũ trụ thương mại và động cơ tên lửa đến khai thác không gian và sản xuất thực phẩm. Bước tiếp theo là làm việc để củng cố các hoạt động kinh doanh và trưởng thành trong ngành.

Xem thêm: Trò chơi 17 năm không sợ hãi này của Mỹ là trò cá cược tốt nhất để đưa nó lên sao Hỏa

Đứng trong một hội trường lớn tại Đại học Pittsburgh như một phần của Hội nghị Biên giới Nhà Trắng, tôi thấy tương lai. Quấn quanh đầu tôi là những chiếc kính thực tế ảo tối tân. Tôi nhìn vào bề mặt Sao Hỏa. Mỗi chi tiết là ngay lập tức và sắc nét. Đây không chỉ là một trò chơi video hoặc một bài tập không có mục đích. Cộng đồng khoa học đã đổ tài nguyên vào những nỗ lực như vậy bởi vì việc thăm dò được đi trước bởi thông tin. Và ai biết được, có thể 10 năm nữa, ai đó sẽ đứng trên bề mặt thực tế của Sao Hỏa.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Joel Wooten. Đọc văn bản gôc ở đây.