Współczesna ludzkość jest u progu ekspansji kosmicznej, która zapowiada początek okresu najpotężniejszego gospodarczego i cywilizacyjnego przypływu ludzkości, porównywalnego z ekspansją morską i rewolucją przemysłową z przeszłości.
Ale zamiast celowego wkraczania w nową przestrzeń, ludzkość nadal z wahaniem tupie na jej progu. Eksplorację kosmosu na dużą skalę powstrzymują wysokie koszty i niska wydajność transportu kosmicznego, ale pomimo kosztów lotów praktyczna eksploracja kosmosu jest już w toku w postaci zgrupowania satelitów bliskich Ziemi.
Mogę zaproponować alternatywny scenariusz rozwoju przemysłu kosmicznego, który umożliwia przejście od nowoczesnej konstelacji satelitów do kolonizacji kosmosu na dużą skalę w kilku etapach, bez konieczności wdrażania do jej realizacji niedostępnych technologii czy super drogich programów rządowych.
Wraz z lotami pierwszych statków kosmicznych ludzkość uzyskała dostęp do nowej przestrzeni, której rozległość i zasoby są nieskończenie większe niż wszystko, co może być dostępne na Ziemi. Wraz z początkiem kosmicznej ekspansji ludzkości rozpocznie się okres jej największego wzrostu gospodarczego i przejścia na nowy etap rozwoju cywilizacyjnego. Porównywalny do rewolucji przemysłowej z przeszłości, do której w odpowiednim czasie pchnęła ekspansja morska kilku europejskich państw. Era postępu naukowo-technicznego podniosła poziom rozwoju cywilizacji do takiego poziomu, że według standardów średniowiecza wydawał się nieosiągalny i nie do pomyślenia.
Pojawienie się systemów transportu kosmicznego sprawiło, że przestrzeń pozaziemska stała się dostępna do eksploracji, ale zamiast celowo przenosić się w nową przestrzeń, ludzkość nadal z wahaniem tupie w jej progu, przemieszczając się w kosmos małymi krokami, głównie z powodu programów badawczych. Teraz staje się oczywiste, że cele naukowe lub humanitarne wystarczą tylko do kontynuowania eksploracji kosmosu, przejście do kolonizacji kosmosu na dużą skalę jest możliwe tylko dzięki programom stworzonym z myślą o bezpośrednich, praktycznych korzyściach.
Praktyczna eksploracja kosmosu rozpoczęła się w branży usług informacji kosmicznej, która jest pozyskiwana z konstelacji komercyjnych satelitów na orbicie okołoziemskiej. Przemysł satelitarny odnosi sukcesy z komercyjnego punktu widzenia, teraz zajął mocne miejsce w światowym systemie informacyjnym, aktywnie się rozwija i rozwija. Ale kosmosu nie mogą badać same satelity, satelity są automatami przywiązanymi do ich orbit i wąskimi sferami usług informacyjnych. Konstelacja satelity, dodatek do sfery informacyjnej Ziemi, i sam jej rozwój nie będzie w stanie ruszyć w kolonizację kosmosu.
Do nowych kroków w eksploracji kosmosu potrzebne są projekty, które obejmują przede wszystkim praktyczny rozwój pozaziemskich zasobów mineralnych. Sfera ta nie jest związana z wąskimi sektorami usług informacyjnych, a jej dalsza ekspansja jest praktycznie nieograniczona.
W ostatnim dziesięcioleciu zaczęto aktywnie opracowywać nowe, obiecujące projekty, mające na celu wydobycie w kosmosie rzadkich i drogich rodzajów surowców, takich jak metale szlachetne na asteroidach, czy surowce radioaktywne na Księżycu, których wysoka cena zwróci koszty transportu. Projekty Diip Space Industries i Planetary Resourses wyglądają szczególnie realistycznie.
Film promocyjny:
Projekty związane z wydobyciem drogich surowców w kosmosie będą niewątpliwie nowym krokiem w jej praktycznym rozwoju. Ale mają też swoje ograniczenia, będą to kopalnie kosmiczne, a nie bazy przemysłowe.
W odróżnieniu od dobrze znanych projektów surowcowych, zaproponowany przeze mnie scenariusz eksploracji kosmosu zakłada przede wszystkim rozwój przemysłu kosmicznego i infrastruktury transportowej. Projekty przemysłowe, w przeciwieństwie do surowców, pozwalają na przenoszenie światowego przemysłu poza ląd, a nie tylko pojedynczych, wąskich zdolności wydobywczych. Chociaż w scenariuszu rozwoju uwzględniono również projekty surowcowe, pełnią one rolę pomocniczą, a ich zadaniem nie jest dostarczanie surowców na Ziemię, ale zapewnienie kosmicznego systemu przemysłowego.
Scenariusz opiera się na konstelacji przemysłowej zaprojektowanej w celu obsługi i rozwoju przemysłu satelitarnego i innych obszarów usług kosmicznych. Konstelacja przemysłowa powinna stać się rodzajem nadbudowy nad konstelacją satelitów. Jednak w przeciwieństwie do satelitów, które służą głównie jako kosmiczne repetytory lub stacje obserwacyjne, grupa przemysłowa będzie mogła wykonywać różnorodne działania związane z transportem, instalacją, konserwacją statków kosmicznych, rozwojem produkcji i zagospodarowaniem obcych zasobów. Rozwój konstelacji przemysłowej przeznaczonej do obsługi satelitów ostatecznie doprowadzi do powstania kolonii kosmicznych i przeniesienia światowych obiektów przemysłowych poza Ziemię.
Konstelacja przemysłowa składa się z kilku dużych projektów, systemów transportu infrastruktury, komercyjnej bazy zasobów na Księżycu oraz komercyjnej stacji orbitalnej, która służy jako główna baza wsparcia bliskiej Ziemi kosmicznej, węzeł transportowy i centrum technologii produkcji.
Projekty transportowe dzielą się na dwie główne klasy: infrastrukturę, przepływ, system wodowania i system transportu orbitalnego składający się z holowników kosmicznych wielokrotnego użytku.
Wystrzelenie na orbitę przez „Cosmoport”
System wystrzeliwania liniowego powinien zastąpić nowoczesne rakiety nośne przeznaczone do wyrzucania satelitów bezpośrednio na orbity robocze z ziemi, poprzez wystrzeliwanie małych, znormalizowanych jednostek modułowych do stacji orbitalnej. Realizując zadanie kosmicznego węzła transportowego - "Kosmodromu Orbitalnego". Ze specjalistycznym lekkim nośnikiem. Specjalistyczny przewoźnik - „Pony”, z uproszczonymi silnikami bez pomp turbinowych i systemami zdalnego sterowania, które nie posiadają autonomicznych „bezwładnościowych” systemów kontroli położenia, jest bardzo tani i łatwy w produkcji.
Wady tej rakiety to mała nośność i brak pełnej autonomii w locie, przywiązanie do jednej trajektorii. Ale do dostarczania satelitów do stacji w częściach w postaci jednostek modułowych nie jest potrzebna wysoka nośność. Oprócz wysokiego poziomu autonomii w przypadku lotów na jednej stałej trasie.
Nośnik Pony jest optymalnie dostosowany do swojego głównego zadania, jakim jest stworzenie stałego przepływu ruchu z Ziemi na orbitę przy najniższych kosztach. Szacunkowy koszt uruchomienia przez system Pony-Cosmoport powinien wynieść 1000 dolarów za kilogram. Co jest wielokrotnie tańsze niż większość współczesnych przewoźników, których koszt uruchomienia wynosi od 3 do 7 tysięcy dolarów za kilogram.
Ponadto system startowy in-line stwarza zapotrzebowanie na działania stacji orbitalnych związane z obsługą potoków ruchu i instalacją, co pozwoli na przestawienie stacji załogowych na samofinansowanie, oszczędzając programy załogowe przed obciążeniem budżetów państwa.
A plastikowe stopnie Kucyków mają być wykorzystane na stacjach orbitalnych jako surowiec do produkcji paliwa rakietowego lub materiału do montażu konstrukcji nośnych, co będzie pierwszym krokiem do rozwoju działalności przemysłowej poza Ziemią.
Flota transportu kosmicznego
System wystrzeliwania in-line pozwala znacznie obniżyć koszty dostarczania ładunków do stacji orbitalnych, ale wyspecjalizowane statki transportu orbitalnego - „Holowniki orbitalne” muszą wyrzucać satelity zamontowane w Cosmoporcie na orbity robocze. Na holownikach orbitalnych, w przeciwieństwie do rakiet nośnych, nie należy używać silników chemicznych, które wytwarzają energię strumienia odrzutowego poprzez spalanie paliwa i utleniacza, ale „elektryczne silniki rakietowe”, wykorzystujące energię zewnętrzną dostarczaną do paliwa w postaci prądu elektrycznego pochodzącego z generatorów słonecznych lub jądrowych. … Elektryczne silniki rakietowe zużywają paliwo 3, 15 razy bardziej ekonomicznie niż silniki chemiczne. Mają małą moc, ale w kosmosie zero grawitacji, duża moc nie jest potrzebna.
Obecnie w kosmosie "jonowe" elektryczne silniki rakietowe są szeroko rozpowszechnione, ale ich moc jest zbyt mała dla statków transportowych, a ich ciąg wynosi tylko dziesiąte części grama. W przypadku holowników orbitalnych należy stosować silniejsze silniki plazmowe. Co, wraz z wysoce wydajnymi „foliowymi” bateriami słonecznymi, zapewni wystarczająco duży ciąg do holowania ładunku i lotów między orbitami w rozsądnych ramach czasowych, od kilku dni do kilku miesięcy.
Inną zaletą silników plazmowych jest to, że są one potencjalnie wielopaliwowe i mogą zużywać każdy „płyn roboczy”, który może być doprowadzony do silnika. Silniki plazmowe mogą być zasilane dowolną dostępną substancją, składnikami tradycyjnych chemicznych paliw rakietowych, wodą lub gazami płynnymi, co czyni je bardzo wygodnymi w przestrzeni kosmicznej.
Przejście na holowniki orbitalne wielokrotnego użytku z silnikami plazmowymi znacznie obniży koszt wyniesienia satelitów na wysokie orbity. I da inne dodatkowe możliwości. Takich jak możliwość transportowania satelitów na stacje orbitalne w celu konserwacji iz powrotem na orbity robocze, zdolność do utrzymywania stałych połączeń transportowych z innymi planetami oraz transport obcych materiałów do stacji orbitalnych po niskich kosztach.
W przeciwieństwie do współczesnych stopni orbitalnych „Górne stopnie” na paliwie chemicznym, które są wykorzystywane głównie do lotów „w jedną stronę”. Ekonomiczne holowniki orbitalne wielokrotnego użytku połączą całą konstelację kosmiczną ze stałymi połączeniami transportowymi działającymi po niskich kosztach.
„Transport orbitalny i flota towarowa” sprawią, że rozwój nowych programów kosmicznych będzie znacznie bardziej dostępny i tańszy.
Baza proszkowa, paliwowa i surowcowa na Księżycu
W pierwszych etapach rozwoju zespołu holowników orbitalnych paliwo do nich będzie dostarczane z ziemi. Ale wraz z rozwojem orbitalnego systemu transportowego kwestia przestawienia się na paliwo obcego pochodzenia stanie się istotna. Transport materiałów za pomocą orbitalnych holowników będzie kosztował dziesiątki cięć tańszych niż start z ziemi, a paliwo, najbardziej aktywnie zużywany materiał w kosmosie, które samo w sobie będzie naciskać na przejście na dostępne pozaziemskie źródła paliwa, gdy tylko system transportu orbitalnego zacznie się rozrastać.
Najbliższym źródłem obcego paliwa i innych zasobów na Ziemi jest księżyc. Księżyc znajduje się na orbicie Ziemi, jest znacznie bliżej Ziemi niż asteroidy, a loty do niego nie zajmie dużo czasu. Z drugiej strony Księżyc ma niską grawitację i nie ma atmosfery, co znacznie upraszcza wprowadzenie ładunku na orbitę tej planety. Obecnie istnieje kilka zatwierdzonych projektów produkcji paliwa płynnego na Księżycu. Paliwem księżycowym może być ciekły tlen, który można pozyskać z księżycowej gleby, wody, z niedawno odkrytych złóż lodowych w rejonie biegunów księżycowych lub produkty jego rozkładu, wodór i tlen.
Wadą przyjętych projektów paliw księżycowych jest to, że produkcja tlenu z gleby lub rozkład wody wymaga dużej ilości energii. Użyteczne uwalnianie tlenu z gleby lub procent lodu wodnego w osadach księżycowych nie jest wysoki. W związku z tym produkcja paliw płynnych jest kosztowna.
W moim scenariuszu uprzemysłowienia przestrzeni kosmicznej jako paliwo do silników plazmowych ma wykorzystywać stałą ziemię księżycową w postaci drobno zdyspergowanego, sypkiego proszku. Paliwem do silników plazmowych może być dowolna substancja, która może być doprowadzona do silnika w sposób kontrolowany i nie musi to być ciecz, w elektrycznym „Płomieniu” generatora plazmy każdy płyn roboczy jest zamieniany na gaz z jednakową wydajnością.
Aby dostosować silniki i układy paliwowe holowników do zużycia „pyłu mineralnego” wystarczy ich powierzchowna, „nie podstawowa” modyfikacja. Potencjalną zdolność silników plazmowych do zużywania sproszkowanych komponentów paliwowych wyraźnie pokazują ich komercyjne odpowiedniki, generatory plazmowe - „Plasmatrony” czy „Palniki elektryczne” działające na proszkowych elementach stosowanych w metalurgii proszków.
Produkcja proszku w przeciwieństwie do składników paliw płynnych nie wymaga chemicznej obróbki surowców, wystarczy zwykłe mechaniczne rozdrobnienie. Wymagane do tego kruszarki charakteryzują się wysoką wydajnością i niewielką wagą, nie wymagają dużego zużycia energii, kamienista gleba na Księżycu jest wszechobecna, a wydajność surowców do kruszenia sięga stu procent.
W skład wyposażenia bazy paliwowej proszkowej powinno wchodzić kilka uniwersalnych, zdalnie sterowanych robotów „Centaury”. Lekkie, wielofunkcyjne pojazdy terenowe, wyposażone w „antropomorficzny” humanoidalny tułów, mogący służyć jako pojazdy i „ręce robocze”. Kilka lekkich kruszarek. Generatory słoneczne i jądrowe zapewniające nieprzerwane dostawy energii. I katapulta Lunar Sling, wyspecjalizowany pojazd startowy na orbitę z księżyca.
Księżycowa proca to wirnik, podobny do helikoptera, ale z kilometrowymi wstęgami zamiast łopat, na końcach których osiąga się prędkość orbitalną, która na Księżycu wynosi około 1700 metrów na sekundę. Katapulta kablowa jest stosunkowo lekkim i technicznie prostym urządzeniem, nie wymaga kosztów paliwa i jest w stanie zapewnić przepływ ładunku surowców księżycowych na orbitę w objętościach przemysłowych.
Ziemia księżycowa może być wykorzystywana nie tylko jako paliwo do holowników, ale także jako surowiec do produkcji ciekłego tlenu, wyrobów ceramicznych i metalowych na stacjach orbitalnych.
Całkowita masa wyposażenia bazy surowca proszkowego powinna mieścić się w granicach 100 ton, koszt projektu nie powinien przekraczać 10 miliardów dolarów, co nie jest dużo jak na projekt bazy kosmicznej. Ale księżycowa baza zasobów w pełni zapewni grupie kosmicznej znajdującej się blisko Ziemi stosunkowo tanie paliwo obce i surowce mineralne.
Bazy wsparcia na niskiej orbicie okołoziemskiej
W tej chwili ludzkość ma stacje orbitalne, ale nie znajdują one praktycznego zastosowania i służą jako kosmiczne laboratoria naukowe.
W zgrupowaniu przemysłowym stacje orbitalne będą pełnić rolę ważnych ośrodków pełniących wiele funkcji, których skala i zakres działania będzie się stale rozszerzać.
Wraz z pojawieniem się systemu wyrzutni in-line, stacje orbitalne przejmą rolę centrum transportowo-montażowego, stanowiąc ważny element branży usług startowych.
Wraz z pojawieniem się holowników orbitalnych stacje orbitalne staną się bazą dla statków transportowych i platform kosmicznych do naprawy i konserwacji satelitów, przejmując rolę „stacji utrzymania kosmosu”.
Wraz z rozwojem zgrupowania przemysłowego na stacjach orbitalnych będą się rozwijać działania związane z montażem różnego rodzaju pojazdów i konstrukcji. Dzięki temu stacje orbitalne będą pełnić funkcję „miejsc montażu kosmicznego”.
Stacje orbitalne staną się także głównymi ośrodkami rozwoju działalności przemysłowej poza Ziemią, przyjmując rolę „Kosmicznych Centrów Produkcyjnych”.
Ze względu na swoje położenie blisko Ziemi i bliską Ziemi komercyjną konstelację satelitów, pod ochroną ziemskiego pola magnetycznego, które zapewni względne bezpieczeństwo radiacyjne, naziemne stacje załogowe staną się najważniejszymi ośrodkami rozwoju wszelkiej działalności człowieka poza Ziemią. Główne bazy wsparcia bliskiej Ziemi grupy kosmicznej.
Produkcja kosmiczna
Osobno warto wspomnieć o działalności produkcyjnej w kosmosie. Produkcja wszelkich użytecznych materiałów i produktów również będzie się rozwijać i rosnąć wraz z rozwojem grupy przemysłowej. Począwszy od eksperymentalnej produkcji paliwa ze zbiorników plastikowych rakiet jednorazowego użytku, prostych materiałów i produktów z części rakiet, odpadów ze stacji załogowych, starych satelitów, śmieci kosmicznych i innych surowców wtórnych, wolne z punktu widzenia kosztów utylizacji. Produkcja kosmiczna rozwinie się w produkcję seryjną zdolną zapewnić kosmiczną konstelację z prawie całym „żelazem” o niskim poziomie zaawansowania technicznego, od konstrukcji po maszyny i statki kosmiczne. Pozwalając zapewnić samą reprodukcję kosmicznej większości masy grupy kosmicznej kosztem zasobów pozaziemskich.
Rozwój wyposażenia do produkcji kosmicznej będzie szedł w parze z dostosowaniem do specyficznych warunków przestrzennych, takich jak bogactwo surowców mineralnych i energetycznych, ale jednocześnie wysokie koszty transportu i dotkliwe braki masowe. Nowe technologie pozwolą na łatwiejszą manipulację materiałami, znacznie zmniejszą liczbę operacji technologicznych, sprawią, że sprzęt będzie prosty i wszechstronny, co ostatecznie wpłynie na drastyczne zmniejszenie ciężaru infrastruktury produkcyjnej. Dobrze znanym przykładem takich „technologii adaptacyjnych” w produkcji jest drukarka 3G, ale drukarki, pomimo ich wielofunkcyjności, mają niską wydajność, większość produktów będzie wytwarzana szybszymi metodami in-line.
Na pierwszych etapach rozwoju grupy przemysłowej działalność produkcyjna będzie miała charakter eksperymentalny „Experimental Industrial”. Wraz z pojawieniem się dużych projektów i systemów infrastruktury, produkcja kosmiczna zostanie przekształcona w produkcję seryjną, ale pozostanie pomocnicza. Na etapie jakościowego przejścia przemysłu kosmicznego z obsługi naziemnych pojazdów użytkowych do kolonii kosmicznych i światowego przemysłu kosmicznego główną będzie działalność produkcyjna z sektora pomocniczego. A dalszy rozwój grupy kosmicznej będzie przebiegał głównie po liniach przemysłowej kolonizacji kosmosu.
Obsługa przemysłu kosmicznego
Głównym praktycznym zadaniem konstelacji przemysłowej będzie utrzymanie bliskiego Ziemi systemu komercyjnych statków kosmicznych. Konstelacja przemysłowa będzie częścią globalnego systemu usług kosmicznych, jako sektor usług „drugiego poziomu” obsługujący statki kosmiczne świadczące bezpośrednie usługi kosmiczne. Działania grupy przemysłowej pozwolą wielokrotnie obniżyć koszty usług startowych i stworzą nowe możliwości rozwoju systemów kosmicznych.
Dlatego z ekonomicznego punktu widzenia środki zainwestowane w grupę przemysłową zwrócą się w postaci spadku kosztów obsługi pojazdów użytkowych i wzrostu rynku kosmicznego. Rozwój grupy przemysłowej będzie przebiegał w połączeniu z dużymi projektami komercyjnymi. Nowe możliwości, które zapewni grupa przemysłowa, przyczynią się do rozwoju nowych dziedzin astronautyki komercyjnej, takich jak systemy łączności satelitarnej nowych generacji i kosmiczna energia słoneczna.
Satelitarna komunikacja komórkowa
Zmniejszenie kosztów startu i pojawienie się możliwości instalacji w przestrzeni kosmicznej, która zapewni system ciągłego startu, pozwoli na rozwój systemów łączności satelitarnej nowej generacji, zdolnych do odbierania połączeń z telefonów komórkowych i nadawania ich bezpośrednio do odbiorników użytkowników, bez pośrednich terminali naziemnych i repeaterów.
Dzisiejsze satelity są zbyt słabe, aby zastąpić naziemne wieże komórkowe i nadawać bezpośrednio do odbiorników osobistych. Możliwa jest bezpośrednia komunikacja przez satelity, ale przez drogie specjalne terminale, co zmniejsza jego zużycie. Ze względu na wąski rynek łączność satelitarna jest droga, chociaż usługi satelitarne, na przykład przy korzystaniu z międzynarodowego Internetu, same w sobie są dość tanie dla masowego odbiorcy.
Wraz z pojawieniem się orbitalnego portu kosmicznego będzie można montować platformy satelitarne na orbicie z foliowymi panelami słonecznymi i antenami kratowymi o dużej mocy. Wysoka moc energetyczna, wysoka czułość i moc nadawcza anten kratowych, platform satelitarnych, pozwolą na przeniesienie głównego ruchu informacyjnego do satelitów. Jednocześnie usługi satelitarne będą tańsze niż infrastruktura naziemna.
Rozwój „satelitarnej łączności komórkowej” spowoduje powszechne udostępnienie usług komunikacyjnych i znacznie zwiększy inwestycje w orbitalnym segmencie branży łączności satelitarnej. Wielokrotny wzrost obrotów da odpowiedni wzrost skali działalności kosmicznej.
Kosmiczna energia słoneczna
Elektrownie cieplne, które wykorzystują paliwa kopalne, stanowią trzon światowego sektora energetycznego. Zasoby paliw kopalnych są bliskie wyczerpania, a wykorzystanie kopalnych paliw organicznych i uranu w skali globalnej stwarza ogromne zagrożenie dla środowiska. Zasoby czystej energii wodnej również są praktycznie wyczerpane, a energia wiatrowa jest nieefektywna. Za jedną z alternatyw uważa się przejście na energię termojądrową, która wiąże się z mniejszym ryzykiem niż tradycyjna energia jądrowa, a jej surowce nie są wyczerpane, ale eksperymenty nad kontrolowaną syntezą termojądrową nie pozwalają liczyć na pewne perspektywy rozwoju tego obszaru. A czysta energia termojądrowa na księżycowym "Helu - 3" również nie jest alternatywą, praktycznie niemożliwe jest opanowanie technologii "spalania" tego izotopu w nadchodzących dziesięcioleciach.
Przejście na energię słoneczną może być pewną alternatywą. Słońce jest naturalnym reaktorem termojądrowym w Układzie Słonecznym, jego energia jest czysta i niewyczerpana. Ale energia słoneczna jest stosunkowo rozproszona, co utrudnia jej wykorzystanie na skalę przemysłową. Nowoczesne generatory słoneczne to w większości pomocnicze generatory małej mocy. W warunkach kosmicznych, przy braku działania grawitacji i powietrza, możliwe jest zamontowanie rozbudowanych konstrukcji ultralekkich o dużych powierzchniach i niewielkim ciężarze. W kosmosie nic nie stoi na przeszkodzie, aby zainstalować przemysłowe elektrownie słoneczne, które mogą stać się podstawą energii ziemskiej.
Istnieją dwa potencjalne kierunki rozwoju generatorów kosmicznych. Większość analityków wspiera wytwarzanie energii z ogniw słonecznych, podobnie jak w przypadku nowoczesnych generatorów słonecznych do satelitów i stacji kosmicznych. I generatory ciepła, które zamieniają ciepło ze światła słonecznego w energię elektryczną, skupione przez system wklęsłych luster wykonanych z lustrzanej folii z tworzywa sztucznego. Moim zdaniem preferowane są generatory ciepła, folia plastikowa i turbiny są tańsze niż jakiekolwiek ogniwa fotowoltaiczne, generatory ciepła mają wyższą sprawność i generalnie generatory ciepła są wygodniejsze dla obiektów przemysłowych.
Generatory ciepła mają swoje wady, są trudne do schłodzenia w przestrzeni, gdzie tylko ciepło jest usuwane przez promieniowanie. Ale problem zmniejszenia ciężaru obwodów chłodzących obiecujących generatorów ciepła jest technicznie rozwiązany poprzez podniesienie temperatury roboczej turbin. Istnieją eksperymenty w tym kierunku.
Elektrownie kosmiczne z generatorami ciepła i lustrami skupiającymi z folii z tworzywa sztucznego mogą mieć powierzchnię lustra od 2,5 do 4 kilometrów kwadratowych, moc elektryczną około gigawata, wagę od 100 do 300 ton i koszt rzędu miliarda dolarów. Pod względem opłacalności elektrownie kosmiczne będą porównywalne z elektrowniami jądrowymi, ale w przeciwieństwie do nich będą całkowicie przyjazne środowisku. Ponadto wraz z rozwojem technologii kosmicznych elektrowni koszt kosmicznej energii słonecznej spadnie i spadnie do poziomu współczesnej hydroenergetyki.
Wcześniej istniały projekty orbitalnych elektrowni słonecznych, ale ich realizacja była utrudniona ze względu na wysokie koszty transportu kosmicznego i brak niezbędnych technologii. Dzięki usługom infrastruktury transportowej i montowni orbitalnych wchodzących w skład grupy przemysłowej budowa elektrowni orbitalnych stanie się technicznie możliwa i niedroga. Na początku realizacji pierwszych komercyjnych projektów energetycznych niezbędne technologie przejdą testy praktyczne na generatorach do potężnych holowników orbitalnych i stacji załogowych.
Przy niskiej cenie i braku ograniczeń dalszego wzrostu kosmiczna energia słoneczna szybko zdominuje globalny sektor energetyczny, wypierając elektrownie na paliwa kopalne z tej niszy. Rozwój sektora energetycznego przez przemysł usług kosmicznych uczyni astronautykę jednym z podstawowych, żywotnych sektorów światowego przemysłu. W tym samym czasie obrót grupy kosmicznej wzrośnie do miliardów, skala i moc grupy kosmicznej wzrosną setki i tysiące razy. Rozwój sektora energetycznego pozwoli przemysłowi kosmicznemu zdobyć wystarczającą siłę do przejścia do kolonizacji kosmosu.
Wydobycie metali rzadkich na asteroidach
Innym obszarem praktycznej przestrzeni jest wydobywanie metali szlachetnych i pierwiastków ziem rzadkich na asteroidach. Obszar ten ma znaczenie komercyjne i stanie się jednym z głównych obszarów praktycznego rozwoju zasobów pozaziemskich. Metale szlachetne i metale ziem rzadkich to strategiczne surowce dla przemysłu elektronicznego. Przemysł związany z ich wydobyciem w kosmosie nie będzie tak duży jak energetyka kosmiczna, ale przyczyni się do rozwoju postępu w dziedzinie wysokich technologii, globalnej cybernacji i robotyki przemysłowej, zarówno na Ziemi, jak iw kosmosie.
Przejście do kolonizacji kosmosu
Po nasyceniu rynku energii kosmicznej, które nastąpi około 30, 40 lat po rozpoczęciu rozwoju grupy przemysłowej, przemysł kosmiczny zyska wystarczającą siłę, aby przejść do kolejnego etapu wzrostu - „Przemysłowa kolonizacja kosmosu”.
Na tym etapie grupa przemysłowa przejdzie od obsługi naziemnego systemu komercyjnych statków kosmicznych do bezpośredniego zaopatrywania ziemskiego przemysłu w surowce kosmiczne. A bardzo przemysłowe zgrupowanie z wyrostka przemysłu usług kosmicznych zacznie się przekształcać w system kosmicznych przedsiębiorstw produkcyjnych rozproszonych po pobliskich planetach i pasie asteroid.
Do tego czasu pojawią się systemy transportowe infrastruktury nowej generacji, takie jak potężne katapulty kabli orbitalnych czy działa elektromagnetyczne, zlokalizowane na wysokości 120 kilometrów poza atmosferą. Koszt wystrzelenia na orbitę i lądowania za pomocą tych systemów będzie porównywalny z kosztem transportu lotniczego naszych czasów. Orbitalne systemy transportowe, składające się z kilku holowników, rozwiną się w potężną flotę ładunkową zdolną zapewnić połączenia transportowe między Ziemią, orbitami pobliskich planet i bazami przemysłowymi w pasie asteroid.
Przemysł kosmiczny będzie dostarczać metale na Ziemię głównie w postaci znormalizowanych profili, arkuszy, prętów lub wlewków. W przypadku produktów gotowych, samochodów, samolotów, różnych maszyn lub towarów konsumpcyjnych, surowce kosmiczne będą sprowadzane na ziemię. Orientacja surowcowa przemysłu kosmicznego pierwszej generacji obniży koszty kapitałowe i zwiększy wydajność ośrodków produkcyjnych. Jednak wraz z postępem rozwoju poziom kompletności produktów produkcji kosmicznej będzie wzrastał. Ponadto kosmiczne zgrupowanie przemysłowe już w pierwszych stadiach wzrostu będzie w stanie niemal całkowicie samoreplikować się dzięki obcym surowcom. Uproszczone i adaptacyjne technologie umożliwią produkcję w kosmosie głównej części konstrukcji, mechanizmów i innych mało zaawansowanych technicznie „Żelazów”. Z ziemi,w kosmos będą dostarczane tylko produkty wymagające intensywnej nauki, takie jak elektronika, instrumenty lub mechanika precyzyjna.
Przemysł kosmiczny będzie zaopatrywać Ziemię głównie w tanie surowce, ale będzie zużywać drogie produkty wymagające dużego nakładu nauki. Dlatego podczas kolonizacji kosmosu, jak również podczas każdej innej kolonizacji, wzrost dobrobytu metropolii nastąpi dzięki ekspansji kolonii. Im bardziej rozwija się przemysł kosmiczny, tym większy udział przemysłu na Ziemi będzie się koncentrował na zaawansowanych technologiach.
A ponieważ rozwój przemysłu kosmicznego będzie szybki i wykładniczy, to okres wzrostu od pierwszych baz eksperymentalnych do skali globalnej nastąpi w ciągu kilkudziesięciu lat, to także rozwój gospodarki ziemskiej będzie szybki. Wraz z początkiem kolonizacji kosmosu ludzkość przekroczy granice rozwoju przemysłowego w warunkach ziemskich i rozpocznie nowy ekonomiczny błyskawiczny bieg. Który zacznie się podupadać dopiero wtedy, gdy cały układ słoneczny zostanie zasymilowany przez ludzi, gospodarcza i przemysłowa potęga ludzkości wzrośnie tysiące razy, a ludzkość przejdzie do jakościowo nowego etapu rozwoju, nie będzie już ziemską, ale kosmiczną cywilizacją.
Konsekwencje kolonizacji kosmosu dla ludzkości
Kolonizacja kosmosu zmieni Ziemię z odizolowanej, zamieszkanej wyspy Układu Słonecznego, na której ludzkość jest już ciasna, w metropolię licznych kosmicznych kolonii. Po przejściu do kolonizacji kosmosu rozwój najbrudniejszych i najbardziej zasobochłonnych dziedzin przemysłu, takich jak górnictwo i hutnictwo, wyjdzie poza granice ziemi. Przemysł ziemski będzie się koncentrował głównie na produkcji zaawansowanych technologicznie produktów wymagających nauki, które zmienią Ziemię w „Dolinę Krzemową Układu Słonecznego”.
Dalszy wzrost dobrobytu na Ziemi nastąpi kosztem tysięcy zautomatyzowanych centrów produkcyjnych rozsianych po całym Układzie Słonecznym. Które będą produkować towary przemysłowe i zwiększać ich liczbę prawie bez udziału ludzi. Zasoby kosmosu, nieograniczone przez ziemskie standardy, zniosą ograniczenia dla dalszego rozwoju przemysłowego na co najmniej kilka następnych pokoleń iz pewnością wystarczą, dopóki ludzkość nie przejdzie do etapu gwiezdnej ekspansji, która rozszerzy granice możliwości ludzkości niemal do nieskończoności.
Skierowanie światowego przemysłu na produkty high-tech i zniesienie ograniczeń wzrostu, które pojawią się wraz z kolonizacją kosmosu, spowoduje wzrost dobrobytu i umiejętności czytania i pisania całej ziemskiej populacji. Powszechna umiejętność czytania i pisania spowoduje wzrost postępu w nauce, przyspieszając i tak szybki wyścig technologii, spowoduje szereg nowych przemian społecznych, które uczynią życie bardziej wolnym i bezpiecznym, doprowadzą do wzrostu kultury i twórczej energii w społeczności światowej oraz poprawią ogólną jakość myślenia i jakość życia.
Wraz z początkiem kolonizacji kosmosu zapomni się o problemach naszych czasów, takich jak bieda, spory etniczne i polityczne spowodowane walką o zasoby i strefy wpływów, groźba globalnej stagnacji gospodarczej, a nawet upadek cywilizacyjny z cofnięciem się do średniowiecza. Cała energia ludzkości zostanie skierowana w przestrzeń kosmiczną, gdzie nie ma ograniczeń rozwoju i nie ma się czym dzielić. Obecne przeczucie globalnej depresji, które teraz unosi się w powietrzu, zostanie zastąpione przez serię przełomów, które następują jeden po drugim, oraz oczekiwania na rychłe przejście w futurystyczną erę kosmiczną.
Przejście ludzkości do stadium cywilizacji kosmicznej wprowadzi ją w nową erę. Podobnie jak pół tysiąca lat temu ekspansja morska kilku krajów europejskich oraz pojawiający się wraz z nią międzynarodowy handel i przepływ produkcji, dały początek przejściu ludzkości do ery przemysłowej. Kilkaset lat rozwoju przemysłu podniosło poziom rozwoju cywilizacji do tego stopnia, że mieszkańcom średniowiecza wydawałoby się to niesamowitym cudem.
Nadchodząca kolonizacja kosmosu, podobnie jak dawna ekspansja morska, pociągnie za sobą łańcuch skoków technologicznych i naukowych, które spowodują jakościowy wzrost poziomu rozwoju cywilizacyjnego ludzkości do wysokości, która może teraz wydawać się fantastyczna. Ale w przeciwieństwie do poprzedniego globalnego skoku cywilizacyjnego, rewolucji przemysłowej, nadchodzące przejście do ery kosmicznej nastąpi znacznie szybciej, dzięki obecnemu tempu postępu. Mieszkańcy obecnego pokolenia będą mogli odczuć skutki ekspansji kosmosu.
Od usług kosmicznych po kolonie kosmiczne
A na obecnym etapie kolonizacja kosmosu nie jest fantazją, ale kierunkiem gospodarki. Praktyczna eksploracja kosmosu rozpoczęła się wraz z wystrzeleniem pierwszego komercyjnego satelity, a obecnie komercyjna eksploracja kosmosu jest branżą globalną. Daleko jeszcze do pełnej kolonizacji kosmosu, ale zaproponowany przeze mnie scenariusz rozwoju przemysłu kosmicznego umożliwia naturalne przejście od obsługi satelitów do globalnej kolonizacji przemysłowej kosmosu, z którą ludzkość wejdzie w erę kosmiczną.
Nikolay Agapov