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移动世界。
从十年的商业空间旅行中学到了什么
Spacex Raptor引擎的第一次测试射击。信贷:SpaceX

在许多行业,10年的时间不足以引起戏剧性的变化,除非出现一些颠覆性的东西——新技术、商业模式或服务设计。航天工业最近享受到了这三个好处。

但是10年前,这些创新都没有得到保证。事实上,开2008年9月28日一位整个公司都在观看并希望他们的旗舰产品试图在三次失败后尝试过最终发布。现金运行低,这是最后一枪。超过21,000千克煤油和液体氧气从LaunchPAD中点燃和动力两个助推器阶段。

在1957年10月4日,当苏联推出Sputnik I,第一个人造卫星的Sputnik I发射了Sputnik I,进入轨道。

空间时代开始在苏联时
Union推出了Sputnik I,第一个
人造卫星,进入轨道,10月
4,1957。学分:USAF

当Falcon 1 Rocket成功达到轨道时,该公司通过NASA获得后续合同,SpaceX幸存了它的“启动Dip”。该里程碑 - 第一个私下开发的液体燃料火箭轨道 - 点燃了一个正在改变我们世界的新的空间行业,在这个星球和超越这个星球上。什么发生在中间的年龄,它的意思是什么?

虽然科学家正在繁忙地开发出一种解决空间无数技术问题的新技术,但是还有另一个研究人员,包括自己,研究业务角度和这个新行业面临的运作问题。在最近的一篇论文中,我的同事克里斯托弗唐一世调查企业需要回答的问题,以创建一个可持续的太空产业,使人类有可能建立地外基地,采矿小行星和扩大太空旅行——所有这些政府在资助太空企业方面所扮演的角色越来越小。我们相信,这些商业解决方案可能掌握着开启银河系的不那么光鲜的钥匙。

新的全球空间产业

当苏联推出他们的烟熏虫计划时,在1957年在轨道上涂抹卫星,他们踢了一场由国际竞争和冷战恐惧所推动的空间。苏联和美国发挥着主要角色,串联一系列“第一款”为纪录书。空间赛的第一章高效,尼尔阿姆斯特朗和Buzz Aldrin的历史悠久的阿波罗11月着陆,需要大规模的公共投资,按顺序排列254亿美元今天的美元近2000亿美元。

竞争是太空历史早期的特征。最终,这演变成了合作,国际空间站就是一个典型的例子,因为各国政府朝着共同的目标努力。现在,我们已经进入了一个新的阶段——开放——在私营商业公司的引领下。

宇宙飞船和卫星发射的行业正在变得更加商业化,部分原因是萎缩政府预算。根据投资公司的一份报告太空天使,创业120名风险投资公司去年投资了39亿美元的私人空间企业。空间行业也成为全球性,不再被冷战竞争对手,美国和苏联的主导。

在2018年迄今为止,有过72轨道发射从中国、俄罗斯、印度、日本、法属几内亚、新西兰和美国的发射台,平均每周发射两枚

轨道推出的实际火箭轨道和航天器发射,包括从太空发射的卫星和探针,在过去十年中恰逢这种开放。

与以往任何时候相比,越来越多的政府、公司甚至业余爱好者参与到各种航天器发射中来。随着更多实体的参与,创新蓬勃发展。罗伯逊在书中写道数字趋势,“私人商业空间。即使是月球探索,挖掘和殖民化 - 它突然间都在桌子上,今天使空间的比赛比在多年来的感受到的是。“

世界各地发射到太空。轨道发射包括从地球发射进入轨道飞行的载人和无人飞船。宇宙飞船发射包括从地球或太空发射的所有运载工具,如宇宙飞船、卫星和探测器。

世界各地发射到太空。轨道
发射包括载人和无人驾驶
宇宙飞船发射到轨道飞行中
来自地球。航天器发射包括
所有宇宙飞船等车辆,
卫星和探针发射
地球或空间。信用:Wooten,J.和C. Tang(2018),CC By-Nd

人们可以从新闻中清楚地看到这种活力。9月21日,日本宣布其两艘名为Minerva-II-1的无人探测器成功发射降落在一颗遥远的小行星上。出于透视,这种着陆的规模类似于从20,000公里的距离击中6厘米的目标。今年早些时候,世界各地的人们敬畏地看着Spacex的Falcon重型火箭成功推出- 更令人印象深刻 - 在史诗般的比例的同步芭蕾舞中返回其两台助推器到着陆垫。

挑战和机遇

在资本,公司和知识的增长中,研究人员和从业者必须弄清楚各种实体如何管理日常运营,组织供应链,并在太空中制定可持续运营。这是复杂的障碍空间构成:距离、重力、恶劣环境和信息匮乏。

最大的挑战之一是在太空中得到人们想要的东西。制造地球上的所有东西,然后用火箭发射,既昂贵又受限。一家名为在空间通过在太空中维护国际空间站和3D印刷的添加剂制造设施来采用不同的方法。可以根据需要创建机组人员的工具,备件和医疗设备。这些优势包括在空间站上的更多灵活性和更好的库存管理。此外,某些产品可以在太空中生产比在地球上更好,例如纯光纤。

企业应该如何确定太空制造的价值?应该在哪里建设产能,以及如何扩大产能?下图分解了地球和空间之间货物的来源和目的地,并将产品划分为象限。人类已经掌握了左下象限,在地球上制造-在地球上使用。从这里开始顺时针移动,每一个象限都引入了新的挑战,而对于这些挑战,我们拥有的专业知识越来越少。

地球空间操作框架。

地球空间操作框架。信用:Wooten,J.和C. Tang(2018),CC By-Nd

我第一次对这个特殊问题感兴趣,因为我听到了一个机器人专家小组讨论了在火星上建造殖民地(在我们的第三象限中)。您无法在地球上构建结构,并轻松将它们发送到火星,因此您必须在那里制造。但是将人建设者放在这种极端环境中同样有问题。本质上,可能需要使用机器人和自动化在先进的特使中完全新的生产方式。

太空资源

你可能想知道太空制造所需的材料从哪里来,但实际上有丰富的资源:制造金属可以在小行星内发现,火箭燃料的水被冻结为行星和卫星上的冰,而氦气-3的稀有元素嵌入月亮的地壳中。如果我们把那个特定的同位素带回地球,我们可以消除对化石燃料的依赖

正如最近的Minerva-II-1小行星着陆所证明的那样,人们正在获取技术诀窍,找到和导航到这些材料。但提取和运输是开放的问题。

这些案例如何改变空间行业的经济学?已经,像行星资源月亮表达深空行业, 和艾斯坦克正在组织解决这些机会。学者开始概述如何浏览产权,开发和伙伴关系的问题

太空垃圾的威胁

这是目前正在跟踪的地球轨道上物体的计算机生成图像。图中大约95%的物体是轨道碎片,而不是正常运行的卫星。这些点表示每个项目的当前位置。这些点是按比例放大的,以增加它们的能见度,而不是按比例对地球。

计算机生成的对象图像
现有的地球轨道
跟踪。大约95%的
图中的物体是轨道物体
碎片-不是功能卫星。
点表示当前位置
每个项目。点缩放到
增加他们的知名度,而不是
缩小到地球。信用:美国宇航局

电影《地心引力》以一颗俄罗斯卫星爆炸开场,碎片击中航天飞机、哈勃望远镜和国际空间站的一部分,引发了一连串的破坏反应。这个序列,虽然不像写的那样完全可信,但却是一个非常真实的现象。事实上,2013年,一颗俄罗斯卫星被2007年爆炸的一颗中国卫星的碎片击中后解体。被称为凯斯勒效果500,000加空间碎片的危险已经在公共政策圈中得到了一些关注。如何防止,减少或减轻这种风险?量化空间行业的环境影响和解决可持续行动仍然存在。

下一步是什么?

空间正成为另一个商业的地方是真的。有公司将处理在火箭筒上获取您的注定空间模块的物流;有些公司将将那些火箭飞往国际空间站;还有其他人可以在那里制造一个替代部分。

接下来是什么?在一个意义上,这是任何人的猜测,但所有迹象都指向这个新的行业锻造前进。一个新的突破可以改变速度,但课程似乎是:探索远离家园,无论是月亮,小行星还是火星。10年前很难相信,Spacex发射尚未成功。今天,充满活力的私营部门包括在商业航天器和火箭推进到太空挖掘和食品生产的各种各样的公司。下一步正在努力巩固业务实践并成熟行业。

站在匹兹堡大学的一个大厅里作为白宫前沿会议,我看到了未来。我头上戴着最先进的虚拟现实眼镜。我在看火星的表面。每个细节都是直接和清晰的。这不仅仅是一个电子游戏或漫无目的的练习。科学界在这方面投入了大量资源,因为探索是在信息之前进行的。谁知道呢,也许10年后,会有人站在火星的实际表面。谈话

Joel Wooten.是南卡罗来纳大学管理科学助理教授。这篇文章是最初发表在谈话中。/ p>

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