Alai

Historici kunnen terugkijken op de jaren 2010 als het decennium waarin de commerciële ruimtevaart echt van de grond kwam.

Private bedrijven doen tegenwoordig veel meer in de laatste grens dan 10 jaar geleden, waaronder het overzetten van voorraden naar het internationale ruimtestation (ISS), het landen en opnieuw vliegen van raketten en het produceren van producten buiten de aarde.

Sinds 2010, en vooral sinds 2013 of 2014, “is het een enorme verandering geweest – een zeewijziging, bijna,” zei Eric Stallmer, voorzitter van de Commercial Spaceflight Federation, een non-profit handelsvereniging. “Het is verbijsterend.”

Related: The Future of Private Spaceflight (Gallery)

Private vrachtvluchten galore

Laten we beginnen met die robotische ISS-bevoorradingsmissies, die NASA heeft gefinancierd via een reeks commerciële vrachtdeals. SpaceX heeft tot nu toe 19 gecontracteerde missies gevlogen met zijn Dragon-capsule en Falcon 9-raket, waarvan de eerste in oktober 2012 plaatsvond. Northrop Grumman’s Cygnus-ruimtevaartuig en Antares-raket maakten hun eerste volledig operationele vlucht in januari 2014 en hebben sindsdien nog eens 11 lanceringen gehad. (Beide bedrijven hebben één mislukte vrachtmissie geleden; een Antares ontplofte op het pad in oktober 2014, en een Falcon 9 brak tijdens de vlucht in juni 2015.)

Ongeveer de helft van die Dragon-Falcon 9-missies hebben landingen van de eerste trap van de raket gekenmerkt, waarmee een van de belangrijke trends wordt getoond die SpaceX in de jaren 2010 heeft gepionierd: het herstel en hergebruik van orbitale hardware door een privébedrijf.

SpaceX noteerde voor het eerst een booster touchdown tijdens een orbitale vlucht in december 2015. Sindsdien heeft het bedrijf bijna vier dozijn extra landingen uitgevoerd, veel van hen kwamen op gespecialiseerde schepen op zee. SpaceX herlaadt deze eerste trappen ook routinematig, vaak meerdere keren.

En de Dragon-capsule is herbruikbaar, en in toenemende mate ook hergebruikt. Bijvoorbeeld, de twee meest recente SpaceX herbevoorradingsmissies, die respectievelijk op 25 juli en 6 december werden gelanceerd, waren voorzien van Dragon-ruimtevaartuigen die al twee reizen naar het omcirkelende lab hadden gemaakt.

Dergelijke activiteit is de sleutel tot de langetermijnvisie van SpaceX. Het bedrijf streeft ernaar om de kosten van ruimtevluchten genoeg te verlagen om gedurfde verkenningsprestaties economisch haalbaar te maken. Elon Musk heeft herhaaldelijk benadrukt dat hij SpaceX in 2002 in de eerste plaats heeft opgericht om één bijzonder ambitieus doel te helpen bereiken: Mars koloniseren.

SpaceX heeft de kosten om in de ruimte te komen al aanzienlijk verlaagd. Het bedrijf verkoopt momenteel lanceringen van het werkpaard Falcon 9 voor $ 62 miljoen en de nieuwere, krachtigere Falcon Heavy voor $ 90 miljoen. Deze raketten kunnen 22.800 kg. (22.800 kg) en 140.660 lbs. (63.800 kg), respectievelijk, naar een lage baan om de aarde (LEO), volgens SpaceX’s spec sheet.

Dat komt neer op ongeveer $ 2.720 per kg naar LEO voor de Falcon 9, en $ 1.410 per kg voor de Falcon Heavy. Ter vergelijking, de kosten naar LEO voor NASA’s nu gepensioneerde space shuttle orbiters was ongeveer $ 54.500 per kg, volgens een recent rapport van Harry Jones van NASA’s Ames Research Center. (SpaceX wordt ook algemeen erkend aanzienlijk goedkoper te zijn dan zijn concurrenten in de commerciële sector, maar vergelijkingen zijn lastig omdat die andere bedrijven over het algemeen hun lanceerprijzen niet publiceren.)

Relatie: SpaceX’s verbazingwekkende Falcon Heavy Triple Rocket Landing in Photos

Een ander bedrijf, Jeff Bezos ‘Blue Origin, begon ook routinematig raketten te landen en opnieuw te vliegen in de jaren 2010. Blue Origin’s New Shepard suborbitale voertuig heeft tot nu toe 11 succesvolle touchdowns uitgevoerd, met de eerste in november 2015. De meest recente iteratie van de herbruikbare New Shepard heeft zes van dergelijke missies gevlogen. Tot op heden hebben deze testvluchten experimenten naar suborbitale ruimte en terug gesleept voor 100 klanten, zeiden Blue Origin-vertegenwoordigers.

Rocket Lab is nog een andere particuliere lanceeraanbieder die in het afgelopen decennium nieuwe grond heeft gebroken, door te pionieren met speciale missies voor kleine satellieten via zijn 57-voet hoge (17 meter) Electron-raket. De tweetraps Electron steeg voor het eerst op in mei 2017 en heeft nu 10 vluchten onder zijn riem, waarvan de laatste negen volledig succesvol zijn geweest.

Tijdens de meest recente missie, die op 6 dec. werd gelanceerd, leidde Rocket Lab de eerste trap van de Electron terug naar de aarde in de juiste oriëntatie voor herstel – een grote stap in de richting van hergebruik van raketten, waarvan het bedrijf van plan is om al volgend jaar te beginnen met de implementatie. Maar Electron-raketten zullen niet verticaal landen zoals New Shepard en Falcon 9 eerste trappen doen; in plaats daarvan is Rocket Lab van plan om de vallende boosters uit de lucht te plukken met een helikopter.

Niet alle raketactie wordt uitgevoerd door Amerikaanse bedrijven, ook niet. Bijvoorbeeld, het in Peking gevestigde OneSpace, dat zich richt op het geven van kleine payloads ritten naar suborbitale ruimte en naar een baan om de aarde, lanceerde voor het eerst in 2018.

Lots going on

De verscheidenheid en mogelijkheden van de hardware die door dergelijke raketten wordt vervoerd, zijn het afgelopen decennium ook sterk toegenomen.

Zo zagen de jaren 2010 de dageraad van het off-Earth-manufacturing-tijdperk. Die mijlpaal deed zich voor in september 2014, toen een 3D-printer gebouwd door de in Californië gevestigde startup Made In Space naar het ISS reed (aan boord van een SpaceX Dragon-capsule voor een goede maatregel).

Sindsdien heeft Made In Space een handvol andere machines naar het orbitale lab gelanceerd, waaronder apparatuur die de hoogwaardige optische vezel ZBLAN fabriceert.

Het bedrijf ontwikkelt ook assemblagetechnologie in de ruimte, bekend als Archinaut, die Made In Space voor ogen heeft om satellieten in een baan om de aarde te helpen repareren, upgraden en bijtanken en ook geheel nieuwe structuren te bouwen. Afgelopen juli kende NASA het bedrijf bijna 74 miljoen dollar toe om Archinaut een orbitale test te geven, die al in 2022 zou kunnen komen.

Vorderingen door de particuliere ruimtevaartsector hebben het ook veel gemakkelijker gemaakt om te zien wat er hier op aarde gebeurt. Bijvoorbeeld, het in San Francisco gevestigde bedrijf Planet lanceerde voor het eerst zijn scherpogige Dove-aardobservatiesatellieten naar een baan om de aarde in 2013, en enkele honderden zijn tot op heden gelanceerd.

Deze kleine ruimtevaartuigen, die elk ongeveer zo groot zijn als een brood, leggen beelden vast voor gebruik door een grote verscheidenheid aan klanten. Sommige van deze foto’s hebben aanzienlijke nationale veiligheid nut; Doves hebben geholpen analisten houden tabs op de Noord-Koreaanse en Iraanse raket en raket programma’s, bijvoorbeeld.

Communicatie tech sprong ook vooruit in de jaren 2010, zei Stallmer, verwijzend naar de lancering van meer capabele breedbandsatellieten. En in dit opzicht staan er nog veel grotere dingen te gebeuren. SpaceX lanceerde zijn eerste 120 Starlink-ruimtevaartuigen in 2019 en wil uiteindelijk tot 12.000 van deze satellieten in de lucht brengen (inclusief nog eens 60 voordat het jaar voorbij is). Verschillende andere bedrijven, zoals OneWeb en Amazon, hebben soortgelijke doelen. (Deze geplande megaconstellaties gaan echter gepaard met enige controverse. Astronomen hebben hun bezorgdheid geuit over de manier waarop Starlink en zijn soortgenoten hun waarnemingen zullen beïnvloeden, en andere mensen in de ruimtevaartgemeenschap maken zich zorgen over het ruimteafvalgevaar dat dergelijke vaartuigen vormen.)

De jaren 2010 zagen ook de toegenomen commercialisering van het ISS. Bijvoorbeeld, Texas-based NanoRacks, die helpt klanten krijgen hun spullen up and running op het station, kreeg zijn eerste voet aan de grond op de omloopbaan lab in 2010.

NASA heeft deze trend aangemoedigd, evenals toegenomen particuliere activiteit in de diepe ruimte. In het afgelopen jaar of twee, bijvoorbeeld, is het Amerikaanse ruimteagentschap begonnen met het reserveren van ruimte op commerciële maanlanders.

De levering van wetenschappelijke experimenten en technologiedemonstraties aan de maan door deze particuliere robotachtige vaartuigen zal NASA helpen om tegen 2024 laarzen op het maanoppervlak te zetten en tegen het einde van de jaren 2020 een duurzame menselijke aanwezigheid op en rond de dichtstbijzijnde buurman van de aarde te vestigen, hebben functionarissen van het agentschap gezegd. NASA wil zelfs dat de particuliere sector helpt om die astronauten van en naar het maanoppervlak te krijgen.

Dit is slechts een greep uit de vooruitgang van het afgelopen decennium, natuurlijk; er zijn er veel te veel om in een enkel verhaal te detailleren.

Related: Moon Rush: Private Lunar Lander Plans

Drijvende factoren

Verschillende factoren zijn de drijvende kracht achter deze vooruitgang, zei Stallmer. Een van de grootste katalysatoren is de daling van de kosten om toegang te krijgen tot de ruimte.

“Als mensen 50% minder hoeven te besteden aan het lanceren van een payload, stelt het hen in staat om een grotere markt te openen voor de ontwikkeling van wat ze kunnen doen en bouwen op de grond,” vertelde Stallmer aan Space.com.

En wat ze op de grond kunnen bouwen is steeds efficiënter en capabeler, gezien de steeds verdergaande miniaturisering van elektronica die wordt geïllustreerd door Planet’s kudde duiven. Het helpt ook dat die twee kanten – lancering en payload – de afgelopen jaren in toenemende synergie hebben gehandeld, zei Stallmer, waarbij hij een betere afstemming van vraag en aanbod in de ruimtevaartsector opmerkte.

Ruimtevaartbedrijven vonden het ook steeds gemakkelijker om toegang te krijgen tot privékapitaal in de loop van de jaren 2010, zei Stallmer. De cijfers ondersteunen dit: Volgens het durfkapitaalbedrijf Space Angels is er sinds 2009 $ 24,6 miljard geïnvesteerd in de commerciële ruimtevaartsector – en $ 5 miljard daarvan is alleen al in de eerste drie kwartalen van 2019 ingepompt.

De zakken van investeerders zijn geopend, althans gedeeltelijk, door de successen die in de loop van het decennium zijn genoteerd door bedrijven zoals SpaceX, Blue Origin en Virgin Galactic (die in december 2018 en februari 2019 landmark bemande testvluchten naar suborbitale ruimte vlogen). En deze high-profile pioniers hebben de industrie ook op andere manieren vooruitgeduwd, zei Stallmer.

Dergelijke bedrijven hebben mensen geïnspireerd om hun eigen ruimte-outfits te beginnen en hebben ze ook gezaaid met talent. Bijvoorbeeld, up-and-coming lanceeraanbieder Relativity Space, die onlangs aankondigde dat het $ 140 miljoen van investeerders had opgehaald in zijn nieuwste financieringsronde, werd in 2015 opgericht door Tim Ellis en Jordan Noone – alums van Blue Origin en SpaceX, respectievelijk.

Niet zo snel

Maar het is niet allemaal wijn en rozen geweest voor de private ruimtevaart in de jaren 2010. Mijlpalen zijn veel moeilijker te bereiken op een bijzonder high-profile gebied: menselijke ruimtevaart.

Kijk naar Virgin Galactic, dat ernaar streeft betalende klanten van en naar suborbitale ruimte te vliegen aan boord van zijn ruimteschip voor zes passagiers, SpaceShipTwo. Het bedrijf is bijna klaar om daarmee te beginnen, maar de tijdlijn is in de loop der jaren aanzienlijk naar rechts verschoven. Terug in 2004, immers, voorspelde Richard Branson dat zijn pas opgerichte bedrijf commerciële ruimtetoeristische operaties tegen 2007 zou beginnen.

Blue Origin’s New Shepard is ontworpen om ook mensen te vervoeren, maar het heeft nog geen bemande vluchten onder zijn riem, hoewel dat waarschijnlijk binnenkort zal veranderen. (Het is moeilijk om veel te zeggen over New Shepard-tijdlijnverschuivingen, omdat Blue Origin in zijn 19-jarige geschiedenis meestal heeft vermeden publiekelijk streefdata aan te kondigen.)

Dan zijn er de bemanningsdragende orbitale voertuigen. In 2010 begon NASA de ontwikkeling van deze ruimtevaartuigen aan te moedigen via het Commercial Crew Program van het agentschap, om de schoenen van de binnenkort gepensioneerde spaceshuttle-vloot te vullen. In september 2014 kwamen Boeing en SpaceX naar voren als de grote winnaars van deze competitie, elk scoorde miljardencontracten om NASA-astronauten van en naar het ISS te vervoeren.

SpaceX’s Crew Dragon en Boeing’s Starliner zijn op schema om deze taxidienst binnenkort te starten, misschien in 2020. Maar nogmaals, dat is later dan de primaire belanghebbenden hadden gehoopt. Toen NASA-functionarissen de SpaceX- en Boeing-deals in september 2014 aankondigden, zeiden ze bijvoorbeeld dat ze hoopten dat ten minste een van de twee capsules tegen 2017 operationeel zou zijn.

Een deel van de verantwoordelijkheid voor deze vertragingen berust bij het Amerikaanse. Congres, dat het Commercial Crew Program in zijn beginjaren niet voldoende heeft gefinancierd, zei ruimtebeleidsdeskundige John Logsdon, een professor emeritus van politieke wetenschappen en internationale zaken aan The George Washington University’s Elliott School of International Affairs in Washington, D.C.

Maar het wachten versterkt ook een eenvoudige en ontnuchterende realiteit over exploratie: “Menselijke ruimtevaart is moeilijk,” Logsdon vertelde Space.com.

Related: Ruimtereizen: Danger at Every Phase (Infographic)

Numerous voorbeelden maken dit punt. Bijvoorbeeld, Virgin Galactic’s vooruitgang is vertraagd door twee dodelijke ongevallen, een op de grond in 2007 bij de faciliteiten van ontwerp- en productiepartner Scaled Composites en een andere in 2014, tijdens een raket-aangedreven testvlucht van het eerste SpaceShipTwo voertuig, VSS Enterprise. En de SpaceX Crew Dragon-capsule die in maart een historische onbemande demonstratievlucht naar het ISS uitvoerde, bestaat niet meer; het werd een maand later vernietigd tijdens een grondtestongeluk, waardoor SpaceX wat terugzet.

En net vandaag (20 dec.), ondervond Boeing’s Starliner problemen tijdens zijn eerste orbitale missie, een onbemande testvlucht die naar het ISS had moeten gaan. Een fout met het timingsysteem van de capsule verhinderde dat rendez-vous, en Starliner is nu gepland om terug te keren naar de aarde op zondagochtend (22 dec.) zonder een aantal belangrijke testvluchtdoelen te bereiken.

Maar deze bedrijven werken door dergelijke problemen, en spannende dingen kunnen heel goed net aan de horizon liggen. Crew Dragon, Starliner, SpaceShipTwo en New Shepard volledig online zien komen zal al spannend genoeg zijn. Maar kort daarna zou een particulier ruimteschip voor het eerst mensen naar de diepe ruimte kunnen brengen. SpaceX werkt immers aan een 100-passagiers, Mars-koloniserend vaartuig genaamd Starship, en de Japanse miljardair Yusaku Maezawa heeft al een vlucht rond de maan geboekt met als streefdatum 2023.

“De jaren 2010 waren ‘getting ready,’ en we zijn bijna klaar,” zei Logsdon over de particuliere menselijke ruimtevaart. “Hopelijk zal 2020 ‘getting started’ zien.””

• 3D Printing in Space: A Photo Gallery
• Herbruikbare raketlanceersystemen: How They Work (Infographic)
• Starship and Super Heavy: SpaceX’s Mars-Colonizing Transportation System

Opmerking van de redacteur: Dit verhaal is bijgewerkt om 18.00 uur EST op 20 dec. om nieuws over Starliner’s moeilijkheden tijdens zijn orbitale testvlucht op te nemen.

Mike Wall’s boek over de zoektocht naar buitenaards leven, “Out There” (Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.