Така че можем ли вече да слезем от Земята и да започнем да изграждаме бази на Луната или астероид? Както бе подчертано в скорошна публикация в Бюрото за наука и технологична политика, един от начините за това може да бъде бързото използване на ресурси на сайта. Но как да започнем? Можем ли да си позволим да го направим сега, в този тежък икономически климат?
Космическото списание разговаря с Филип Мецгер, бивш старши изследовател физик в космическия център на Кенеди на НАСА, който изследва широко тази тема в своя уебсайт и в публикувани документи. Той твърди, че да се направи пространство по този начин би било подобно на това как поклонниците са изследвали Северна Америка. В първата от поредицата от три части той очертава обосновката и първите стъпки за постигането й там.
УТ: Казано е, че използването на ресурси на Луната, Марс или астероиди ще бъде по-евтино, отколкото да транспортирате всичко от Земята. В същото време има присъщи разходи за стартиране по отношение на разработването на технологии за извършване на това извличане, а също и изпращането на това оборудване там, наред с други неща. Как да съгласуваме тези две реалности?
ПМ: Космическата индустрия ще има огромна изплащане, но ще е скъпо да започнете. Преди няколко години бях разочарован, защото не мислех, че само по себе си търговските интереси ще бъдат достатъчни, за да се започне изцяло в рамките на нашето поколение, затова зададох въпроса, можем ли да намерим евтин начин за правителствата на света (или филантропите или други, които може да нямат непосредствен търговски интерес) да започнат просто поради социалните ползи, които ще донесе? Ето защо аз и моите колеги написахме документа „Достъпно бързо зареждане на космическата индустрия и цивилизацията на слънчевата система.“
Ние се застъпваме за подхода за първоначално зареждане, тъй като той помага да се реши проблемът с високата цена на стартиране и дава възможност на човечеството да започне да извлича ползите бързо, тъй като имаме нужда от тях бързо. Подходът за първоначално зареждане работи така: вместо да изградим целия хардуер на Земята и да го изпратим в космоса, готов да започне производство на неща, можем да изпратим намален набор от хардуер в космоса и да направим само малко от това, от което се нуждаем. Можем да изпратим останалите произведени части от Земята и да ги комбинираме с това, което направихме в космоса. С времето продължаваме да правим това, докато не се развием до пълна производствена способност в космоса.
Ето как колониите на Земята се изграждаха, докато в крайна сметка те не успяха да съответстват на индустрията на техните родни страни. Поклонниците, например, не донесоха цели фабрики от Европа на Mayflower. Сега бяха необходими стотици години, за да изградим американската индустрия, но с роботиката и модерното производство и с известна умисъл можем да го направим много по-бързо на все още достъпна цена. Направихме рудиментарно моделиране на този подход за зареждане и изглежда, че това е малка част от годишния ни космически бюджет и би могло да създаде индустрията в рамките на само десетилетия.
Това, което мисля, че е дори по-важно от цената, е, че с подхода за зареждане на багаж можем да започнем веднага. Не е необходимо да завършваме целия дизайн и разработка отпред. Той също така разпределя разходите във времето, така че годишните разходи са много ниски. И ни дава време да развием стратегията си, да разберем какво работи и какво ще има по-незабавно икономическо възвръщаемост, докато продължаваме. Много хора търсят непосредствените начини да получат изплащане в космоса и има няколко страхотни идеи и съм сигурен, че ще имат успех. Един пример е да се настрои операция за добив, която зарежда сателити за комуникация в геосинхронна орбита. Тези видове дейности ще допринесат и ще се възползват от усилията за стартиране на индустрията в космоса и ще генерират приходи за финансиране на частта от усилията.
UT: Защо смятате, че Луната е добро място за започване на операции? С какви дейности ще започнете? Как да преминем оттам в останалата част на Слънчевата система?
Когато моите колеги и аз написахме документа, бяхме фокусирани частично върху Луната, защото това беше по време на програмата на НАСА за съзвездие за установяване на лунен пост. Въпреки това е еднакво възможно да се използват близо до Земята астероиди за стартиране на тази космическа индустрия или да се използват и двете. Във всеки случай трябва да стартираме космическата индустрия близо до Земята. Това ще запази ниските транспортни разходи по време на стартиране. Също така ни дава възможност да работим с много по-кратко закъснение във времето на радиокомуникациите, което е важно в ранните етапи, преди робототехниката да стане достатъчно автоматизирана. В идеалния случай индустрията ще бъде напълно автоматизирана; искаме роботите да подготвят пътя, който хората да следват.
Ако обаче мислим, че ще имаме нужда от хора по време на първоначалното стартиране на индустрията - например, за да поправим или отстраним неизправен хардуер или да изпълним сложни задачи, които роботите все още не могат да направят - тогава стартирането в близост до Земята става още по-важно. Оказва се, че и Луната, и астероидите са отлични места за стартиране на индустрията. Вече знаем, че те имат изобилна вода, минерали, от които могат да се рафинират метали, въглерод за изработка на пластмаси и т.н. Радвам се, че има компании, които планират да развиват добив на двете места, така че да видим какво работи най-добре.
Друга причина за стартиране на индустрията близо до Земята е, че тя може да има ранна икономическа изплащане. В крайна сметка, когато всичко, включително космически кораби и депа за зареждане на гориво, са направени в космоса от автономна роботика, тогава индустрията става самоподдържаща се и тя ще ни върне неимоверно без допълнителни разходи. Стигането до тази точка обаче изисква сериозна инвестиция и ще бъде по-лесно да направим инвестициите, ако получим нещо обратно. И така, какви видове възвращаемост може да ни даде в краткосрочен план? Поддържам списък с идеи как да печелите пари в космоса и има около 19 артикула в списъка, някои луди и някои не толкова луди. Някои от сериозните идеи включват: космически туризъм; производство и продажба на горива в НАСА за разузнавателни и научни мисии; връщане на метали като платина за продажба на Земята; и производство на резервни части за други дейности в космоса.
Някои от първоначалните неща, които ще направим на Луната или астероидите, включват усъвършенстване на техники за добив на ниска гравитация, научаване как да се правят слънчеви клетки от реголит и научаване как да се извличат полезни метали от минерали, които тук не биха се считали за „руди“. на земята. Всичко това е възможно и изисква само скромни инвестиции, за да ги накара да работят.
Ще са необходими десетилетия усилия, за да се превърне космическата индустрия в самоустойчива. Може би 2 десетилетия, ако започнем веднага и работим стабилно, или може би 5 десетилетия, ако имаме по-ниско ниво на финансиране. Но ако роботиката напредне толкова бързо, колкото робототехниците очакват, скоро няма да има производствена задача, която роботът не може да направи. Когато този ден настъпи и ние създадохме пълна верига за доставки в космоса, тогава ще бъде лесно да изпратим комплекти хардуер до главния астероиден пояс, за да започнете майнинг и производство, където има милиарди пъти повече ресурси, отколкото какво имаме на Земята.
Тогава индустрията би могла да изгради десант, за да вземе оборудване на повърхността на Марс, където може да строи градове и в крайна сметка дори да формира планетата. Когато имаме машини, които могат да използват местни ресурси за извършване на работа и изграждане на копия на себе си, тогава те могат да изпълняват същата роля в сухи светове, които биологичният живот е изпълнявал тук, на мократа ни Земя. Те могат да преобразят околната среда и да се превърнат в хранителната верига, така че тези светове да бъдат места, където човечеството може да работи и да живее. Разбрах, че това звучи твърде амбициозно, но 20 до 50 години растеж на технологиите ще доведе до огромна промяна и ние говорим само за производство - не за ракетна наука - и това е нещо, което вече сме доста добри тук на Земята. Само с малко екстраполация в бъдещето не е луда идея.
UT: Кои са основните части от оборудването и роботиката, които са ни необходими там, за да постигнем тези цели?
ПМ: Има интересен проект с отворен код, разработващ това, което наричат „Глобален комплект за строителство на село“ Това е 50 машини, които ще могат да рестартират цивилизацията. Тя включва неща като вятърна мелница, багер и 3D принтер. Това, от което се нуждаем, е еквивалентният „Комплект за изграждане на лунно / астероидно село“
Изследване е направено от НАСА през 1980 г., за да се определи какъв набор от машини са необходими във фабриките на Луната за изграждане на 80% от собствените им части. Останалите 20% ще трябва да бъдат доставяни постоянно от Земята. В нашия документ ние твърдим, че можем да започнем с много по-малко от 80% затваряне, което го прави по-достъпно и ни позволява да започнем днес, но системата трябва да се развива, докато достигне 100% затваряне. Така че първият набор от хардуер може да направи сурови слънчеви клетки, метал, 3D печатни метални части и ракетни горива.
Наличието само на това ще ни позволи да направим значителна маса от следващото поколение хардуер, както и да поддържаме транспортната мрежа. С течение на времето искаме да развием цяла верига за доставки, която би била по-обширна от само 50 различни типа машини. Но преди да поставим нещо в космоса, ще искаме да ги тестваме в грапави места тук на Земята и в процеса ще открием какъв набор от машини има най-голям смисъл за първото поколение. Идеята е да се учим, докато вървим, за да можем да започнем веднага.
Това е първата в серия от три части за изграждането на космическа база. Утре: Колко пари ще отнеме? Ден след утре: Да направим интелигентни дистанционни роботи.
