Så kan vi allerede komme af jorden og begynde at bygge baser på Månen eller en asteroide? Som fremhævet i et nyligt blogindlæg om Office of Science and Technology Policy, kunne en måde at gøre det hurtigt være at bruge ressourcer på stedet. Men hvordan kommer vi endda i gang? Har vi råd til at gøre det nu i dette hårde økonomiske klima?
Space Magazine talte med Philip Metzger, en tidligere senior forskningsfysiker ved NASAs Kennedy Space Center, som har udforsket dette emne i vid udstrækning på sin hjemmeside og i offentliggjorte artikler. Han hævder, at at gøre plads på denne måde ville svare til, hvordan pilgrimme udforskede Nordamerika. I den første af en tredelt serie skitserer han rationalet og de første skridt til at gøre det der.
UT: Det er blevet sagt, at det vil være billigere at bruge ressourcer på Månen, Mars eller asteroider end at transportere alt fra Jorden. På samme tid er der iboende opstartomkostninger med hensyn til at udvikle teknologi til at udføre denne ekstraktion og også sende dette udstyr derover, blandt andet. Hvordan forener vi disse to realiteter?
PM: Rumindustrien vil have en enorm tilbagebetaling, men det vil være dyrt at starte. For flere år siden blev jeg frustreret, fordi jeg ikke troede, at kommercielle interesser alene ville være nok til at få det fuldt i gang inden for vores generation, så jeg stillede spørgsmålet, kan vi finde en billig måde for verdens regeringer (eller filantrope eller andre, der måske ikke har en øjeblikkelig kommerciel interesse) for at komme i gang, blot på grund af de samfundsmæssige fordele, det vil medføre? Derfor skrev mine kolleger og jeg papiret "Affordable Rapid Bootstrapping of Space Industry and Solar System Civilization."
Vi går ind for en bootstrapping-tilgang, fordi det hjælper med at løse problemet med de høje startomkostninger, og det gør det muligt for menneskeheden at begynde at høste fordelene, da vi har brug for dem hurtigt. En bootstrapping-tilgang fungerer sådan: i stedet for at bygge al hardware på Jorden og sende den ud i rummet klar til at begynde at fremstille ting, kan vi sende et reduceret sæt hardware ind i rummet og kun lave en lille smule af det, vi har brug for. Vi kan sende resten af de fremstillede dele fra Jorden og kombinere dem med det, vi lavede i rummet. Over tid holder vi på med at gøre dette, indtil vi udvikler os til en fuld produktionskapacitet i rummet.
Sådan byggede kolonier på Jorden sig op, indtil de til sidst var i stand til at matche deres hjemlands industri. Pilgrimme, for eksempel, bragte ikke hele fabrikker fra Europa over på Mayflower. Nu tog det hundreder af år at opbygge amerikansk industri, men med robotik og avanceret fremstilling og med en vis intentionel kan vi få det til at blive gjort meget hurtigere til stadig en overkommelig pris. Vi har udført nogle rudimentære modellering af denne bootstrapping-tilgang, og det ser ud til, at det ville være en lille del af vores årlige pladsbudget, og det kunne etablere industrien inden for bare årtier.
Det, jeg synes er endnu vigtigere end omkostningerne, er, at vi med en bootstrapping-tilgang kan komme i gang med det samme. Vi behøver ikke at gennemføre hele designet og udviklingen foran. Det spreder også omkostningerne over tid, så de årlige udgifter er meget lave. Og det giver os tid til at udvikle vores strategi, finde ud af, hvad der fungerer, og hvad der vil have mere umiddelbar økonomisk tilbagebetaling, når vi går videre. Mange mennesker leder efter de øjeblikkelige måder at få en tilbagebetaling i rummet, og der er nogle gode ideer, og jeg er sikker på, at de vil få succes. Et eksempel er at etablere en minedrift, der brændstof brænder kommunikationssatellitter i en geosynkron bane. Disse slags aktiviteter vil bidrage til og drage fordel af indsatsen for at starte industrien i rummet, og de vil generere indtægter til at finansiere deres del af indsatsen.
UT: Hvorfor føler du, at Månen er et godt sted at starte operationer? Hvad ville der være nogle aktiviteter til at begynde med der? Hvordan bevæger vi os derfra ind i resten af solsystemet?
Da mine kolleger og jeg skrev papiret, var vi delvis fokuseret på Månen, fordi det var under NASAs Constellation-program for at etablere en månepost. Det er dog lige så muligt at bruge asteroider nær jord til at starte denne rumindustri eller at bruge begge dele. Under alle omstændigheder er vi nødt til at starte rumindustri tæt på Jorden. Det vil holde transportomkostningerne lave under opstart. Det giver os også mulighed for at arbejde med meget kortere tidsforsinkelse i radiokommunikationen, hvilket er vigtigt i de tidlige stadier, inden robotik bliver tilstrækkeligt automatiseret. Ideelt set vil branchen være fuldt automatiseret; vi ønsker, at robotter skal forberede vejen for mennesker at følge.
Hvis vi imidlertid tror, at vi har brug for mennesker under den første opstart af industrien - for eksempel at løse eller fejlfinde ødelagt hardware, eller til at udføre komplekse opgaver, som robotter ikke kan gøre endnu - bliver start i nærheden af Jorden endnu vigtigere. Det viser sig, at både Månen og asteroiderne er fremragende steder at starte industrien. Vi ved nu, at de har rigeligt vand, mineraler, hvorfra metaller kan raffineres, kulstof til fremstilling af plast osv. Jeg er glad for, at der er virksomheder, der planlægger at udvikle minedrift begge steder, så vi kan se, hvad der fungerer bedst.
En anden grund til at starte industri tæt på Jorden er så den kan have en tidlig økonomisk tilbagebetaling. I sidste ende, når alt inklusive rumskibe og tankning depoter fremstilles i rummet af autonom robotik, bliver industrien selvbærende og det betaler os uvurderligt uden yderligere omkostninger. At komme til dette punkt kræver dog nogle seriøse investeringer, og det vil være lettere at foretage investeringerne, hvis vi får noget tilbage. Så hvad slags tilbagebetaling kan det give os på kort sigt? Jeg holder en liste over ideer til, hvordan man tjener penge i rummet, og der er omkring 19 poster på listen, nogle skøre og andre ikke så skøre. Et par af de seriøse ideer inkluderer: rumsturisme; fremstilling og salg af drivmidler til NASA til efterforsknings- og videnskabsmissioner; returmetaller som platin til salg på Jorden; og fremstilling af reservedele til andre aktiviteter i rummet.
Nogle af de indledende ting, vi vil gøre på Månen eller asteroiderne, inkluderer perfektionering af mineteknikker med lav tyngdekraft, læring af, hvordan man fremstiller solceller ud af regolit, og lærer, hvordan man kan udvinde nyttige metaller fra mineraler, der ikke ville blive betragtet som ”malm” her på jorden. Alle disse er mulige og kræver kun beskedne investeringer for at få dem til at fungere.
Det vil kræve årtiers indsats for at gøre rumfartsindustrien selvbærende. Måske 2 årtier, hvis vi kommer i gang med det samme og arbejder støt, eller måske 5 årtier, hvis vi har et lavere finansieringsniveau. Men hvis robotik går så hurtigt som robotikerne forventer, vil der snart ikke være nogen fremstillingsopgave, som en robot ikke kan udføre. Når den dag ankommer, og vi har oprettet en komplet forsyningskæde i rummet, så vil det være en nem ting at sende sæt hardware til hovedsteroidebæltet for at begynde minedrift og fremstilling, hvor der er milliarder af gange ressourcerne mere end hvad vi har på Jorden.
Derefter kunne industrien bygge landingsfartøjer til at tage udstyr til Mars's overflade, hvor den kan bygge byer og til sidst endda terrraforme planeten. Når vi har maskiner, der kan bruge lokale ressourcer til at udføre arbejde og bygge kopier af sig selv, så kan de udføre den samme rolle på tørre verdener, som det biologiske liv har udført her på vores våde jord. De kan omdanne miljøet og blive fødekæden, så disse verdener vil være steder, hvor menneskeheden kan arbejde og leve. Jeg er klar over, at dette lyder for ambitiøst, men 20 til 50 års teknologiudvikling vil gøre en enorm forskel, og vi snakker kun om fremstilling - ikke raketvidenskab - og det er noget, vi allerede er ret gode til her på Jorden. Med bare en lille ekstrapolering ind i fremtiden er det ikke en skør idé.
UT: Hvad er de vigtigste udstyr og robotik, som vi har brug for derop for at nå disse mål?
PM: Der er et interessant open source-projekt, der udvikler det, de kalder “Global Village Construction Set.” Det er 50 maskiner, der vil være i stand til at genstarte civilisationen. Det inkluderer ting som en vindmølle, en rendegraver og en 3D-printer. Hvad vi har brug for, er det ækvivalente "Lunar / Asteroid Village Construction Set."
En undersøgelse blev foretaget af NASA i 1980 for at bestemme, hvilket sæt maskiner der er behov for i fabrikker på Månen for at bygge 80% af deres egne dele. De andre 20% skulle tilføres konstant fra Jorden. I vores artikel argumenterede vi for, at vi kan starte med meget mindre end 80% lukning, hvilket gør det mere overkommeligt og giver os mulighed for at starte i dag, men systemet bør udvikle sig, indtil det når 100% lukning. Så det første sæt hardware kan muligvis fremstille rå solceller, metal, 3D-trykte metaldele og raketdrivmidler.
At have netop dette vil give os mulighed for at fremstille en betydelig masse af den næste generation af hardware samt støtte transportnetværket. Over tid ønsker vi at udvikle en hel forsyningskæde, som ville være mere omfattende end kun 50 forskellige typer maskiner. Men inden vi lægger noget i rummet, vil vi teste dem på barske steder her på Jorden, og i processen vil vi opdage, hvilket sæt maskiner der giver mest mening for den første generation. Tanken er at lære, mens vi går, så vi kan komme i gang med det samme.
Dette er den første i en tredelt serie om opbygning af en pladsbase. I morgen: Hvor mange penge ville det tage? Overmorgen: Gør fjernrobotter smart.
