Kiek kainuotų įrengti kosminę bazę netoli Žemės, tarkime, Mėnulyje ar asteroide? Norėdami tai išsiaiškinti, „Universe Today“ kalbėjosi su Philipu Metzgeriu, buvusiu NASA Kenedžio kosmoso centro vyresniuoju moksliniu fiziku, kuris plačiai tyrinėjo šią temą. jo svetainėje ir išleistuose laikraščiuose.
Vakar Metzger pirmiausia išdėstė bazės įkūrimo pagrindą , o šiandien jis daugiausia dėmesio skiria sąnaudoms.
IŠĖJIMAS: Jūsų 2012 m. laikraštis konkrečiai kalba apie tai, kiek reikia plėtros Mėnulyje, kad pramonė „išsilaikytų ir plėstųsi“, tačiau neįtrauktos technologijos paruošimo ir jų nuolatinės veiklos sąnaudos. Kodėl šį vertinimą palikote vėliau? Kaip galime susidaryti išsamų išlaidų vaizdą?
PM: Kaip minėjome straipsnio pradžioje, mūsų analizė buvo labai grubi ir skirta tik sudominti šia tema, kad kiti galėtų prisijungti prie mūsų ir atlikti išsamesnę, tikroviškesnę analizę. Susidomėjimas išaugo greičiau, nei tikėjausi, todėl galbūt pradėsime matyti šias analizes, įskaitant sąnaudas. Ankstesnėse analizėse buvo kalbama apie ištisų gamyklų kūrimą ir jų siuntimą į kosmosą. Pagrindinis mūsų pradinio dokumento indėlis buvo pabrėžti, kad yra ši įkrovos strategija, kuri nebuvo aptarta anksčiau, ir mes teigėme, kad ji yra prasmingesnė. Dėl to į kosmosą bus paleista daug mažesnė aparatinės įrangos masė, ir tai leis mums iškart pradėti, kad galėtume išsiaiškinti, kaip priversti įrangą veikti.
Moonbase rover koncepcija – galėtų būti naudojama ilgalaikėms misijoms (NASA)
Neįmanoma iš anksto suplanuoti visko tiekimo grandinėje, skirta kosmosui. Net jei gautume tam skirtą biudžetą ir pabandytume, išsiųsdami jį į nežemišką aplinką pastebėtume, kad jis neveiks. Yra per daug dalykų, kurie gali suklysti. Ją plėtodami etapais galėsime pašalinti klaidas, kai ją plėtosime etapais. Taigi dokumente buvo teigiama, kad bendruomenė pažvelgtų į šią naują kosmoso pramonės strategiją.
Dabar, tai pasakęs, vis tiek galiu jums pateikti labai grubų išlaidų sąmatą, jei to norite. Mūsų modelis rodo, kad į Mėnulį iš viso paleidžiama apie 41 tona aparatūros, tačiau, įtraukus tai, kas ten buvo pagaminta, gaunama 100 000 tonų aparatūros. Jei 41 tona yra teisinga, tada apytiksliai apskaičiuokime 41% Tarptautinės kosminės stoties kainos, nes jos masė yra 100 tonų ir galime apytiksliai apskaičiuoti, kad tona kosminės įrangos kainuoja maždaug tiek pat. kiekvienoje programoje. Tada padauginkime iš keturių, nes vienai tonai Mėnulyje nusileisti reikia keturių tonų masės, paleistos į žemą Žemės orbitą.
Tai gali būti pervertinta, nes didžiausios Tarptautinės kosminės stoties sąnaudos buvo darbas, skirtas suprojektuoti, pastatyti, surinkti ir išbandyti prieš paleidimą, įskaitant kosminio laivyno eksploatavimo išlaidas. Tačiau kosmoso pramonės techninėje įrangoje yra daug tų pačių dalių kopijų, todėl projektavimo išlaidos turėtų būti mažesnės, o žmonių gyvybėms nekils pavojus, jos neturi būti tokios patikimos. Kaip aptarta dokumente, pradėjus veikti naujoms paleidimo sistemoms, paleidimo išlaidos taip pat bus daug mažesnės.
Tarptautinė kosminė stotis 2009 m. kovo mėn., kaip matyti iš išvykstančio erdvėlaivio STS-119 Discovery įgulos. Autoriai: NASA/ESA
Be to, kainą galima padalyti iš 3,5 pagal neapdorotą modeliavimą, nes 41 tonos reikia tik tada, kai pramonė kuo greičiau daro savo kopijas. Jei sulėtinsime, kad sukurtume tik vieną pramonės kopiją, kai ji vystosi, tada į Mėnulį reikės nusiųsti tik 12 tonų techninės įrangos. Dabar tai leidžia mums apskaičiuoti visas išlaidas per visą įkrovos laikotarpį, taigi, jei tam atlikti prireiks 20, 30 ar 40 metų, padalykite iš šios sumos, kad gautumėte metines išlaidas. Gaunate skaičių, kuris sudaro nedidelę NASA metinio biudžeto dalį ir nedidelę viso JAV federalinio biudžeto dalį ir dar mažesnę JAV bendrojo vidaus produkto dalį, ir visiškai nereikšmingas išlaidas vienam žmogui išsivysčiusiose šalyse. Žemės.
Net jei mums trūksta 10 ar daugiau kartų, tai galime sau leisti pradėti daryti šiandien. Ir tai neatsižvelgia į ekonominį atsipirkimą, kurį sulauksime pradėdami kosmoso pramonę. Bus tarpinių būdų, kaip atsipirkti, pavyzdžiui, papildyti ryšių palydovus ir sudaryti sąlygas naujai mokslinei veiklai. Visų išlaidų mokesčių mokėtojai taip pat neturi padengti. Jį iš dalies gali finansuoti komerciniai interesai, o iš dalies – studentai ir kiti robotikos konkursuose dalyvaujantys asmenys. Galbūt galime padalyti nuosavybės dalis kosmoso pramonėje žmonėms, kurie savanoriškai kuria technologijas ir atlieka kitas užduotis, pavyzdžiui, nuotoliniu būdu valdančius robotus Mėnulyje. Vadinkite tai „telefonavimu“.
Galbūt svarbiausia, kad technologijos, kurias vystysime – pažangi robotika ir gamyba – yra tie patys dalykai, kuriuos norime plėtoti čia, Žemėje, savo ekonomikos labui. Taigi tai daryti yra beprotiška! Taip pat yra nematerialios naudos: suteikiant studentams entuziazmo tobulėti savo išsilavinimo srityje, sutelkiant kūrėjų bendruomenės pastangas apčiuopiamai prisidėti prie mūsų technologinio ir ekonominio augimo ir atnaujinti mūsų kultūros dvasią. Civilizacijos žlunga, kai pasensta ir pavargsta, kai išsenka entuziazmas ir nustoja tikėti savo veiklos verte. Ar norime pozityvaus, entuziastingo pasaulio, dirbančio kartu dėl didesnio gėrio? Štai jis.
Japonijos robotas Kibo Tarptautinėje kosminėje stotyje 2014 m. vasario mėn. dislokuoja „CubeSats“. Ranka laikė mažą palydovinį orbitinį dislokatorių, kad per 38 ekspediciją būtų išsiųsti maži palydovai. Autoriai: NASA
UT: Dabar turime mažesnius kompiuterius ir galimybę paleisti CubeSats arba mažesnius lydinčius palydovus raketų paleidimo metu, o to nebuvo prieš kelis dešimtmečius. Ar tai sumažina medžiagų siuntimo į Mėnulį išlaidas tam, ką mes ten norime veikti?
Dauguma straipsnių apie kosmoso pramonės pradžią yra iš 1980-ųjų ir 1990-ųjų, nes tada buvo atlikta dauguma tyrimų, o pastaraisiais dešimtmečiais nebuvo finansavimo tęsti jų darbą. Iš tiesų, nuo to laiko technologijų pokyčiai pakeitė žaidimą! Tuomet kai kuriuose tyrimuose buvo teigiama, kad kolonijai reikės išlaikyti 10 000 žmonių kosmose, kad galėtų atlikti gamybos užduotis, kad ji galėtų uždirbti pelno ir tapti ekonomiškai savarankiška. Dabar dėl robotikos augimo manome, kad galime tai padaryti su nuliu žmonių, o tai drastiškai sumažina išlaidas.
Išsamiausias kosmoso pramonės tyrimas buvo 1980 m. vasaros studijos Ames tyrimų centre . Jie pirmieji aptarė viziją, kad kosmoso pramonė būtų visiškai robotizuota. Jie apskaičiavo, kad kasybos robotai turės būti pagaminti su kelių tonų masės. Visai neseniai Kenedžio kosmoso centre esančioje pelkių gamykloje mes iš tikrųjų pastatėme mėnulio kasybos robotus, kurių kiekvienas sveria apie dešimtadalį tonos. Taigi mes pademonstravome, kad masė sumažėjo daugiau nei 10 kartų.
Tačiau šį papildomą rafinuotumą bus sunkiau pagaminti Mėnulyje. Ankstyvosios kartos negalės pagaminti lengvų metalų lydinių ar elektronikos paketų. Tam reikės sudėtingesnės tiekimo grandinės. Ankstyvosios kosmoso pramonės kartos neturėtų siekti pagerinti padėtį; jie turėtų siekti, kad būtų lengviau ką nors padaryti. „Atitinkama technologija“ bus tikslas. Kai tiekimo grandinė vystosi, galiausiai ji pasieks Žemės rafinuotumą. Vis dėlto tol, kol tiekimo grandinė yra neužbaigta ir mes siunčiame daiktus iš Žemės, mes siųsime lengviausius ir sudėtingiausius dalykus, kuriuos galime derinti su neapdorotais kosmose pagamintais daiktais, taigi ir pažanga, kurią padarėme nuo tada. devintajame dešimtmetyje iš tikrųjų sumažės įkrovimo išlaidos.
Tai antroji serija iš trijų dalių apie kosminės bazės kūrimą. Vakar: Kodėl mano Mėnulyje ar asteroide? Rytoj: Nuotolinių robotų išmanymas .