SpaceX：10年的商业太空旅行预测未来

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但是10年前，这些创新都没有得到保证。事实上，在2008年9月28日，整个公司观看并希望他们的旗舰产品在三次失败后尝试最终发布。由于现金不足，这是最后一击。超过21,000公斤的煤油和液氧被点燃，并为发射台上的两个助推器提供动力。

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当Falcon 1火箭成功进入轨道并且该公司获得了与NASA的后续合同时，SpaceX幸免于其“初创公司”。这个里程碑 - 第一个私人开发的液体燃料火箭进入轨道 - 点燃了一个新的航天工业，正在改变我们的世界，在这个星球上以及更远的地方。在这几年中发生了什么，它意味着什么向前发展？

虽然科学家们正在忙于开发解决空间无数技术问题的新技术，但还有另一部分研究人员，包括我自己，研究了这个新行业面临的业务角度和运营问题。在最近的一篇论文中，我的同事克里斯托弗唐和我调查了公司需要回答的问题，以便创造一个可持续的航天工业，并使人类有可能建立外星基地，小行星和扩大太空旅行 - 所有这些都在政府越来越多地发挥作用资助太空企业的作用较小。我们相信这些商业解决方案可能拥有解锁银河系的不那么光鲜的钥匙。

新的全球航天工业

当苏联发射他们的Sputnik计划，在1957年将一颗卫星送入轨道时，他们开始了由国际竞争和冷战恐惧推动的太空竞赛。苏联和美国扮演了主要角色，为记录册串起了一系列“第一”。太空竞赛的第一章以尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林历史性的阿波罗11号登月达到高潮，这需要大规模的公共投资，大约254亿美元，今天的近2000亿美元。

竞争是空间历史的早期部分。最终，随着各国政府努力实现共同目标，国际空间站成为一个典型的例子。现在，我们进入了一个新的阶段 - 开放 - 私营，商业公司一路领先。

航天器和卫星发射行业正在变得更加商业化，部分原因是政府预算缩减。根据投资公司Space Angels的报告，去年创纪录的120家风险投资公司在私营企业中投资超过39亿美元。航天工业也正在变得全球化，不再受冷战对手，美国和苏联的支配。

到2018年为止，中国，俄罗斯，印度，日本，法国几内亚，新西兰和美国的发射台共发射了72次轨道发射，平均每周发射两次。

实际火箭的轨道发射以及航天器发射的增加，包括从太空发射的卫星和探测器，与过去十年的这种开放性相吻合。

更多的政府，公司甚至业余爱好者都参与各种航天器的发射。随着更多实体的参与，创新蓬勃发展。正如Roberson在“数字趋势”中指出的那样，“私人，商业太空飞行。即使是月球探险，采矿和殖民化 - 它突然全部摆在桌面上，使得今天的太空竞赛比多年来所感受到的更为重要。“

人们可以在新闻中清楚地看到这种生命力。 9月21日，日本宣布其两艘名为Minerva-II-1的无人驾驶飞机降落在一颗小而遥远的小行星上。从视角来看，这次降落的规模类似于从20,000公里以外的地方击中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的猎鹰重型火箭成功发射，并且 - 更令人印象深刻的是 - 将它的两个助推器返回到一个同步比例的同步芭蕾舞的着陆垫。

挑战与机遇

在资本，公司和知识的增长中，研究人员和从业者都必须弄清楚实体应如何管理其日常运营，组织供应链以及开发可持续的太空运营。障碍空间构成使这变得复杂：距离，重力，不适宜的环境和信息稀缺。

其中一个最大的挑战是将人们想要的东西放到太空中。制造地球上的一切，然后用火箭发射它是昂贵和限制性的。一家名为Made In Space的公司正采取不同的方法，在国际空间站上维持一个增材制造设施，在太空中维持3D打印。可根据需要创建船员的工具，备件和医疗设备。其好处包括空间站的更大灵活性和更好的库存管理。此外，某些产品可以在空间中比在地球上更好地生产，例如纯光纤。

企业应如何确定太空制造业的价值？应该在哪里建立容量以及如何扩大规模？下图分解了地球与太空之间货物的来源和目的地，并将产品排列成象限。人类掌握了地球上制造的左下象限 - 用于地球上。从那里顺时针移动，每个象限引入了新的挑战，我们的专业知识越来越少。

我首先对这个特殊问题感兴趣，因为我听了一组机器人专家讨论在火星上建立一个殖民地（在我们的第三象限）。你不能在地球上建造结构并轻易将它们发送到火星，所以你必须在那里制造。但是，将人类建设者置于极端环境中同样存在问题。基本上，可能需要在先遣特使中使用机器人和自动化的全新生产模式。

太空资源

你可能想知道在太空中制造材料的地方，但实际上有大量的资源：制造的金属可以在小行星中找到，火箭燃料的水被冻结在行星和卫星上的冰，以及稀有元素如氦 - 能量的3嵌入在月球的外壳中。如果我们将这种特殊的同位素带回地球，我们就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，人们正在获取技术知识来定位和导航这些材料。但提取和运输是开放性的问题。

这些案例如何改变航天工业的经济状况？已经有像Planetary Resources，Moon Express，Deep Space Industries和Asterank这样的公司正在组织这些机会。学者们开始概述如何处理产权，剥削和伙伴关系的问题。

太空垃圾的威胁

电影“重力”以俄罗斯卫星爆炸开启，由于碎片撞击航天飞机，哈勃望远镜和国际空间站的一部分，引发了破坏的连锁反应。序列尽管写得不完全合理，但却是一种非常现实的现象。事实上，在2013年，一颗俄罗斯卫星在2007年爆炸的中国卫星碎片被击中时解体。被称为凯斯勒效应，50万多件太空碎片的危险已经引起公共政策的关注界。如何预防，减少或减轻这种风险？量化航天工业的环境影响和解决可持续运营的问题仍在继续。

下一步是什么？

确实，空间正在成为另一个开展业务的地方。有些公司会处理将你的空间命运模块放在火箭上的后勤工作;有些公司会把这些火箭飞到国际空间站;还有其他人可以在那里做出替换部分。

接下来是什么？从某种意义上说，这是任何人的猜测，但所有迹象都表明这个新兴行业正在向前发展。一个新的突破可能会改变速度，但过程似乎已经确定：远离家乡探索，无论是月亮，小行星还是火星。令人难以置信的是，10年前，SpaceX的推出尚未取得成功。今天，一个充满活力的私营部门由数十家公司组成，从商业航天器和火箭推进到太空采矿和食品生产。下一步是努力巩固业务实践并使行业成熟。

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作为白宫边疆会议的一部分，我站在匹兹堡大学的一个大厅里，看到了未来。环绕着我的头部是最先进的虚拟现实护目镜。我在看火星的表面。每个细节都是即时而清晰的。这不仅仅是一个视频游戏或漫无目的的练习。科学界已经为这些努力投入了资源，因为勘探先于信息。谁知道，也许10年后，有人会站在火星的实际表面上。

本文最初发表于Joel Wooten的The Conversation。阅读原文。