Deci, putem să coborâm de pe Pământ și să începem să construim baze pe Lună sau un asteroid? Așa cum a fost evidențiat într-o postare recentă pe blogul Biroului de Știință și Tehnologie, o modalitate de a face asta rapid ar putea fi utilizarea resurselor pe site. Dar cum să începem chiar? Ne putem permite să o facem acum, în acest climat economic dur?
Space Magazine a vorbit cu Philip Metzger, fost fizician senior de cercetare la Kennedy Space Center al NASA, care a explorat acest subiect pe site-ul său și în lucrările publicate. El susține că a face spațiu în acest fel ar fi similar cu modul în care pelerinii au explorat America de Nord. În primul dintr-o serie în trei părți, el descrie motivele și primii pași pentru realizarea acesteia.
UT: S-a spus că folosirea resurselor pe Lună, Marte sau asteroizi va fi mai ieftină decât transportul de pe Pământ. În același timp, există costuri de pornire inerente în ceea ce privește dezvoltarea tehnologiei pentru a face această extracție și, de asemenea, a trimite acest echipament acolo, printre altele. Cum împăcăm aceste două realități?
PM: Industria spațială va avea un ramburs extraordinar, dar va fi costisitoare să începeți. Cu câțiva ani în urmă am fost frustrat pentru că nu credeam că interesele comerciale singure ar fi suficiente pentru a începe pe deplin în generația noastră, așa că am pus întrebarea: putem găsi o modalitate ieftină pentru guvernele lumii (sau pentru filantropi sau alții care poate nu au un interes comercial imediat) pentru a-l începe pur și simplu datorită beneficiilor societale pe care le va aduce? Acesta este motivul pentru care eu și colegii mei am scris lucrarea „Abordare rapidă accesibilă a industriei spațiale și a civilizației sistemului solar”.
Suntem în favoarea unei abordări de bootstrapping, deoarece ajută la rezolvarea problemei costului ridicat de pornire și permite umanității să înceapă să profite rapid de beneficii, deoarece avem nevoie de ele rapid. O abordare de bootstrapping funcționează astfel: în loc să construim tot hardware-ul de pe Pământ și să îl trimitem în spațiu gata să înceapă fabricarea lucrurilor, putem trimite un set redus de hardware în spațiu și să facem doar puțin din ceea ce avem nevoie. Putem trimite restul pieselor fabricate de pe Pământ și să le combinăm cu ceea ce am făcut în spațiu. De-a lungul timpului continuăm să facem asta până evoluăm până la o capacitate de producție deplină în spațiu.
Așa s-au construit coloniile de pe Pământ până când în cele din urmă au reușit să se potrivească cu industria patriei lor. Pelerinii, de exemplu, nu au adus fabrici întregi din Europa de pe Mayflower. Acum a fost nevoie de sute de ani pentru a construi industria americană, dar cu robotică și fabricație avansată și cu o anumită intenție putem face ca aceasta să fie realizată mult mai rapid, la un preț accesibil. Am făcut unele modele rudimentare ale acestei abordări de bootstrapping și se pare că ar fi o mică parte din bugetul nostru spațial anual și ar putea constitui industria în doar câteva decenii.
Ceea ce cred că este chiar mai important decât costul este că, printr-o abordare de bootstrapping, putem începe imediat. Nu trebuie să finalizăm întregul proiect și dezvoltare în față. De asemenea, distribuie costul în timp, astfel încât cheltuielile anuale sunt foarte mici. Și ne permite timp să ne evoluăm strategia, să ne dăm seama ce funcționează și ce va avea o rambursare economică mai imediată, pe măsură ce mergem pe parcurs. Mulți oameni caută modalitățile imediate de a obține un ramburs în spațiu și există câteva idei grozave și sunt sigur că vor avea succes. Un exemplu este instituirea unei operațiuni miniere care reumple sateliții de comunicare pe orbita geosincronă. Aceste tipuri de activități vor contribui și vor beneficia de efortul de a începe industria în spațiu și vor genera venituri pentru a finanța partea lor din efort.
UT: De ce simți că Luna este un loc bun pentru a începe operațiunile? Care ar fi unele activități pentru a începe acolo? Cum ne mutăm de acolo în restul sistemului solar?
Când colegii mei și cu mine am scris lucrarea, ne-am concentrat pe Lună, în parte, deoarece asta a fost în timpul programului Constelația NASA pentru a stabili un avanpost lunar. Cu toate acestea, este la fel de posibil să folosiți asteroizi din apropierea Pământului pentru a începe această industrie spațială sau pentru a utiliza ambele. În orice caz, trebuie să începem industria spațială aproape de Pământ. Acest lucru va menține costurile de transport scăzute în timpul pornirii. De asemenea, ne permite să lucrăm cu mult mai scurt timp de întârziere în comunicațiile radio, ceea ce este important în primele etape înainte ca robotica să devină suficient de automatizată. În mod ideal, industria va fi complet automatizată; vrem ca roboții să pregătească calea pentru a urma oamenii.
Cu toate acestea, dacă ne gândim că vom avea nevoie de oameni în timpul inițierii inițiale a industriei - de exemplu, pentru a repara sau a rezolva probleme de hardware deteriorate sau pentru a face sarcini complexe pe care roboții încă nu le pot face - atunci începerea în apropierea Pământului devine și mai importantă. Se dovedește că atât Luna, cât și asteroizii sunt locuri excelente pentru a începe industria. Știm acum că au apă din abundență, minerale din care se pot rafina metale, carbon pentru fabricarea materialelor plastice etc. Mă bucur că există companii care intenționează să dezvolte minerit în ambele locații, astfel încât să putem vedea ce funcționează cel mai bine.
Un alt motiv pentru a începe industria aproape de Pământ este acela că poate avea o rambursare economică timpurie. În cele din urmă, când totul, inclusiv navele spațiale și depozitele de realimentare sunt realizate în spațiu prin robotică autonomă, industria devine autonomă și ne va plăti în mod inestimabil, fără costuri suplimentare. Pentru a ajunge la acel punct, necesită o investiție serioasă și totuși va fi mai ușor să facem investițiile dacă primim ceva înapoi. Deci ce fel de rambursare ne poate oferi pe termen scurt? Păstrez o listă de idei despre cum să câștigi bani în spațiu și sunt aproximativ 19 articole pe listă, unele nebune și altele nu atât de nebune. Câteva dintre ideile serioase includ: turism spațial; fabricarea și vânzarea de propulsori către NASA pentru misiuni de explorare și știință; returnarea metalelor precum platina pentru vânzare pe Pământ; și fabricarea de piese de schimb pentru alte activități în spațiu.
Unele dintre lucrurile inițiale pe care le vom face pe Lună sau asteroizi includ perfecționarea tehnicilor miniere de gravitație scăzută, învățarea cum să facem celulele solare din regulit și învățarea cum să extragem metale utile din minerale care nu ar fi considerate „minereu” aici pe pamant. Toate acestea sunt posibile și necesită doar investiții modeste pentru a le face să funcționeze.
Va fi nevoie de zeci de ani de efort pentru ca industria spațială să se auto-susțină. Poate 2 decenii dacă începem imediat și lucrăm constant, sau poate 5 decenii dacă avem un nivel mai mic de finanțare. Dar dacă robotica avansează la fel de repede așa cum se așteaptă robotii, în curând nu va mai exista nicio sarcină de fabricație pe care un robot nu o poate face. Când va veni ziua respectivă și am creat un lanț de aprovizionare complet în spațiu, atunci va fi un lucru ușor să trimitem seturi de hardware pe centura principală a asteroizilor pentru a începe mineritul și fabricarea acolo unde există miliarde de ori mai multe resurse decât ceea ce avem pe Pământ.
Apoi, industria ar putea construi ambarcațiuni de aterizare pentru a duce echipamentele la suprafața planetei Marte, unde poate construi orașe și, eventual, chiar să terformeze planeta. Când avem mașini care pot folosi resurse locale pentru a efectua lucrări și pentru a construi copii ale lor, atunci ele pot îndeplini același rol în lumi uscate pe care viața biologică le-a efectuat aici pe Pământul nostru umed. Ele pot transforma mediul înconjurător și pot deveni lanțul alimentar, astfel încât acele lumi vor fi locuri în care umanitatea poate lucra și trăi. Îmi dau seama că acest lucru sună prea ambițios, dar între 20 și 50 de ani de creștere a tehnologiei va face o diferență uriașă și vorbim doar de fabricație - nu de știința rachetelor - și asta este ceva care suntem deja destul de buni aici pe Pământ. Cu o mică extrapolare în viitor, nu este o idee nebună.
UT: Care sunt principalele echipamente și robotică de care avem nevoie acolo pentru a atinge aceste obiective?
PM: Există un interesant proiect open source care dezvoltă ceea ce ei numesc „Global Village Construction Set”. Este vorba despre 50 de mașini care vor putea reporni civilizația. Include lucruri precum o moară de vânt, o retroexcavatoare și o imprimantă 3D. Ceea ce avem nevoie este echivalentul „Set Lunar / Asteroid Village Construction Set”.
Un studiu a fost realizat de NASA în 1980 pentru a determina ce set de mașini sunt necesare în fabricile de pe Lună pentru a construi 80% din propriile părți. Celelalte 20% ar trebui să fie furnizate constant de pe Pământ. În lucrarea noastră am susținut că putem începe cu o închidere mult mai mică de 80%, făcând-o mai accesibilă și permițându-ne să începem astăzi, dar sistemul ar trebui să evolueze până când ajunge la 100%. Așadar, primul set de hardware ar putea face celule solare brute, metal, piese metalice tipărite 3D și propulsori de rachetă.
Acest lucru ne va permite să facem o masă semnificativă din următoarea generație de hardware, precum și să sprijinim rețeaua de transport. În timp, dorim să dezvoltăm un întreg lanț de aprovizionare care să fie mai extins decât doar 50 de tipuri de mașini diferite. Dar înainte de a pune ceva în spațiu, vom dori să le testăm în locații accidentate de pe Pământ, iar în proces vom descoperi ce set de mașini are cel mai mult sens pentru prima generație. Ideea este să învățăm pe măsură ce mergem, astfel încât să putem începe imediat.
Aceasta este prima dintr-o serie în trei părți despre construirea unei baze spațiale. Mâine: Câți bani ar fi nevoie? Ziua de mâine: Crearea de roboți de la distanță inteligentă.
