Alai

Historycy mogą spojrzeć wstecz na lata 2010 jako dekadę, w której komercyjne loty kosmiczne naprawdę zaczęły startować.

Prywatne firmy robią dziś o wiele więcej w ostatecznej granicy niż 10 lat temu, w tym promowanie dostaw do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), lądowanie i ponowne loty rakiet oraz wytwarzanie produktów poza Ziemią.

Od 2010 roku, a zwłaszcza od 2013 lub 2014 roku, „to była ogromna zmiana – zmiana morska, prawie”, powiedział Eric Stallmer, prezes Commercial Spaceflight Federation, stowarzyszenia handlowego non-profit. „It’s mind-boggling.”

Related: The Future of Private Spaceflight (Gallery)

Private cargo flights galore

Zacznijmy od tych robotycznych misji zaopatrzeniowych ISS, które NASA sfinansowała poprzez serię komercyjnych umów cargo. SpaceX przeprowadził do tej pory 19 zakontraktowanych misji z kapsułą Dragon i rakietą Falcon 9, z których pierwsza odbyła się w październiku 2012 roku. Statek kosmiczny Cygnus i rakieta Antares firmy Northrop Grumman wykonały swój pierwszy w pełni operacyjny lot w styczniu 2014 roku i od tego czasu zaliczyły 11 kolejnych startów. (Obie firmy poniosły jedną porażkę w misji towarowej; Antares eksplodował na płycie w październiku 2014 r., a Falcon 9 rozpadł się w locie w czerwcu 2015 r.)

Około połowa z tych misji Dragon-Falcon 9 obejmowała lądowania pierwszego stopnia rakiety, pokazując jeden z ważnych trendów, które SpaceX zapoczątkował w latach 2010: odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie sprzętu orbitalnego przez prywatną firmę.

SpaceX po raz pierwszy zanotował przyziemienie boostera podczas lotu orbitalnego w grudniu 2015 roku. Od tego czasu firma zaliczyła blisko cztery tuziny dodatkowych lądowań, z których wiele odbyło się na wyspecjalizowanych statkach na morzu. SpaceX rutynowo reflies te pierwsze etapy, zbyt, często wielokrotnie.

And the Dragon kapsuła jest wielokrotnego użytku, i coraz częściej ponownie wykorzystywane, jak również. Na przykład, dwie ostatnie misje zaopatrzeniowe SpaceX, które wystartowały odpowiednio 25 lipca i 6 grudnia, zawierały statki kosmiczne Dragon, które odbyły już dwie podróże do orbitalnego laboratorium.

Taka działalność jest kluczowa dla długoterminowej wizji SpaceX. Firma ma na celu obniżenie kosztów lotów kosmicznych na tyle, aby śmiałe wyczyny eksploracyjne stały się ekonomicznie wykonalne. W rzeczywistości Elon Musk wielokrotnie podkreślał, że założył SpaceX w 2002 roku głównie po to, aby pomóc w osiągnięciu jednego szczególnie ambitnego celu: kolonizacji Marsa.

SpaceX już znacznie obniżył koszty dotarcia w kosmos. Firma sprzedaje obecnie rakiety Falcon 9 za 62 miliony dolarów, a nowsze, potężniejsze Falcon Heavy za 90 milionów dolarów. Rakiety te mogą wynieść na orbitę 50,265 lbs. (22,800 kg) i 140,660 lbs. (63,800 kg), odpowiednio, na niską orbitę okołoziemską (LEO), zgodnie z arkuszem specyfikacji SpaceX.

To działa na około $2,720 za kg do LEO dla Falcon 9, i $1,410 za kg dla Falcon Heavy. Dla porównania, koszt wyniesienia na orbitę okołoziemską wycofanych już promów kosmicznych NASA wynosił około 54 500 dolarów za kilogram, według ostatniego raportu Harry’ego Jonesa z NASA’s Ames Research Center. (SpaceX jest również powszechnie uznawany za znacznie tańszy niż jego konkurenci w sektorze komercyjnym, ale porównania są trudne, ponieważ te inne firmy zazwyczaj nie publikują swoich cen startowych.)

Related: SpaceX’s Amazing Falcon Heavy Triple Rocket Landing in Photos

Inna firma, Blue Origin Jeffa Bezosa, również rozpoczęła rutynowe lądowanie i ponowne loty rakiet w latach 2010. Blue Origin’s New Shepard suborbital vehicle has performed 11 successful touchdowns to date, with the first coming in November 2015. Najnowsza iteracja New Shepard wielokrotnego użytku odbyła sześć takich misji. Do tej pory te loty testowe przewieźli eksperymenty do przestrzeni suborbitalnej i z powrotem dla 100 klientów, przedstawiciele Blue Origin said.

Rocket Lab to kolejny prywatny dostawca usług startowych, który przełamał nowy grunt w ostatniej dekadzie, będąc pionierem dedykowanych misji dla małych satelitów za pośrednictwem swojej wysokiej na 57 stóp (17 metrów) rakiety Electron. Dwustopniowy Electron po raz pierwszy wystartował w maju 2017 roku i ma teraz 10 lotów pod swoim pasem, z których ostatnie dziewięć było całkowicie udanych.

Podczas najnowszej misji, która wystartowała 6 grudnia, Rocket Lab poprowadził pierwszy stopień Electrona z powrotem w dół w kierunku Ziemi w odpowiedniej orientacji do odzyskania – to duży krok w kierunku ponownego użycia rakiety, który firma planuje zacząć wdrażać już w przyszłym roku. Ale rakiety Electron nie będzie lądować pionowo jak New Shepard i Falcon 9 pierwsze etapy zrobić; zamiast tego, Rocket Lab planuje wyrwać spadające boostery z nieba z helikopterem.

Nie wszystkie działania rakietowe są prowadzone przez amerykańskie firmy, albo. Na przykład pekińska firma OneSpace, której celem jest zapewnienie małym ładunkom przejażdżki w przestrzeń suborbitalną i na orbitę, wystartowała po raz pierwszy w 2018 r.

Dużo się dzieje

Różnorodność i możliwości sprzętu wynoszonego przez takie rakiety również wzrosły w ciągu ostatniej dekady.

Na przykład, w latach 2010-tych nastąpił początek ery produkcji poza Ziemią. Ten kamień milowy nastąpił we wrześniu 2014 r., kiedy drukarka 3D zbudowana przez kalifornijski startup Made In Space wyruszyła na ISS (na pokładzie kapsuły SpaceX Dragon).

Od tego czasu Made In Space wystrzeliło na orbitujące laboratorium garść innych maszyn, w tym sprzęt, który produkuje wysokowartościowe włókna optyczne ZBLAN.

Firma rozwija również technologię montażu w przestrzeni kosmicznej, znaną jako Archinaut, którą Made In Space przewiduje, że pomoże naprawić, uaktualnić i uzupełnić paliwo w satelitach na orbicie i zbudować całkowicie nowe struktury, jak również. W lipcu tego roku NASA przyznała firmie prawie 74 miliony dolarów na przeprowadzenie testu orbitalnego Archinaut, który mógłby się odbyć już w 2022 roku.

Postępy prywatnego sektora kosmicznego sprawiły również, że znacznie łatwiej jest zobaczyć, co dzieje się tutaj na Ziemi. Na przykład firma Planet z siedzibą w San Francisco po raz pierwszy wystrzeliła na orbitę w 2013 r. swoje ostre satelity obserwacyjne Dove Earth, a do tej pory wyniesiono ich kilkaset.

Te maleńkie statki kosmiczne, z których każdy jest wielkości bochenka chleba, przechwytują obrazy do użytku przez szeroką gamę klientów. Niektóre z tych zdjęć mają znaczną użyteczność dla bezpieczeństwa narodowego; Doves pomógł analitykom zachować kontrolę nad północnokoreańskimi i irańskimi programami rakietowymi i pocisków, na przykład.

Technologia komunikacyjna również poszła do przodu w 2010 roku, powiedział Stallmer, powołując się na uruchomienie bardziej zdolnych satelitów szerokopasmowych. I znacznie większe rzeczy mają nadejść w tym względzie. SpaceX wystrzelił swoje pierwsze 120 statków kosmicznych Starlink w 2019 r. i ostatecznie zamierza umieścić na orbicie do 12 000 tych satelitów (w tym kolejne 60 przed końcem roku). Kilka innych firm, takich jak OneWeb i Amazon, ma podobne cele. (Planowane megakonstelacje wiążą się jednak z pewnymi kontrowersjami. Astronomowie wyrazili obawy o to, jak Starlink i jego pokrewieństwo wpłyną na ich obserwacje, a inni ludzie w społeczności kosmicznej martwią się o zagrożenie kosmicznymi śmieciami, jakie stwarzają takie jednostki.)

Lata 2010 widziały także zwiększoną komercjalizację ISS. Na przykład, Texas-based NanoRacks, który pomaga klientom uzyskać ich sprzęt i działa na stacji, dostał swój pierwszy przyczółek na laboratorium orbitalnym w 2010 roku.

NASA wspiera ten trend, jak również zwiększoną aktywność prywatną w głębokiej przestrzeni kosmicznej. W ciągu ostatniego roku lub dwóch, na przykład, amerykańska agencja kosmiczna zaczęła rezerwować miejsce na komercyjnych lądownikach księżycowych.

Dostarczenie eksperymentów naukowych i demonstracji technologii na Księżyc przez te prywatne jednostki robotyczne pomoże NASA umieścić buty na powierzchni Księżyca do 2024 i ustanowienie trwałej obecności człowieka na i wokół Ziemi najbliższego sąsiada do końca 2020s, urzędnicy agencji powiedział. Rzeczywiście, NASA nawet chce sektora prywatnego, aby pomóc uzyskać te astronautów do i z powierzchni Księżyca.

To jest tylko próbka postępów ostatniej dekady, oczywiście; są zbyt wiele do szczegółów w jednej historii.

Related: Moon Rush: Private Lunar Lander Plans

Driving factors

Several factors are driving such progress, Stallmer said. Jednym z największych katalizatorów jest spadek kosztów dostępu do przestrzeni kosmicznej.

„Jeśli ludzie muszą wydać 50% mniej na wystrzelenie ładunku, umożliwia im to otwarcie większego rynku na rozwój tego, co mogą zrobić i zbudować na ziemi” – powiedział Stallmer portalowi Space.com.

A to, co mogą zbudować na ziemi jest coraz bardziej wydajne i zdolne, biorąc pod uwagę coraz większą miniaturyzację elektroniki, której przykładem jest stado Gołębi Planet. Pomaga również to, że te dwie strony – start i ładunek – działały w coraz większej synergii w ostatnich latach, powiedział Stallmer, zauważając lepsze dostosowanie podaży i popytu w sektorze kosmicznym.

Firmy kosmiczne również znalazły to coraz łatwiejszy dostęp do kapitału prywatnego w ciągu 2010 roku, powiedział Stallmer. Potwierdzają to liczby: Według firmy venture capital Space Angels, 24,6 miliarda dolarów zostało zainwestowanych w komercyjny sektor kosmiczny od 2009 roku – a 5 miliardów dolarów z tego zostało wpompowanych tylko w pierwszych trzech kwartałach 2019 roku.

Kieszenie inwestorów zostały otwarte, przynajmniej częściowo, przez sukcesy odnotowane w całej dekadzie przez firmy takie jak SpaceX, Blue Origin i Virgin Galactic (które poleciały przełomowe załogowe loty testowe do przestrzeni suborbitalnej w grudniu 2018 r. i lutym 2019 r.). I ci wysoko postawieni pionierzy popchnęli branżę do przodu również na inne sposoby, powiedział Stallmer.

Takie firmy zainspirowały ludzi do rozpoczęcia własnych strojów kosmicznych, a także zasiały je z talentem. Na przykład, początkujący dostawca usług startowych Relativity Space, który niedawno ogłosił, że zebrał 140 milionów dolarów od inwestorów w swojej ostatniej rundzie finansowania, został założony w 2015 roku przez Tima Ellisa i Jordana Noone’a – absolwentów Blue Origin i SpaceX, odpowiednio.

Nie tak szybko

Ale nie wszystko było winem i różami dla prywatnych lotów kosmicznych w latach 2010. Kamienie milowe były o wiele trudniejsze do osiągnięcia w szczególnie głośnej dziedzinie: lotach kosmicznych człowieka.

Pomyślmy o firmie Virgin Galactic, która zamierza latać z i do przestrzeni suborbitalnej na pokładzie swojego sześcioosobowego statku kosmicznego SpaceShipTwo. Firma jest już prawie gotowa, by zacząć to robić, ale na przestrzeni lat linia czasu przesunęła się znacznie w prawo. Jeszcze w 2004 roku Richard Branson przewidywał, że jego nowo założona firma rozpocznie komercyjną działalność kosmiczno-turystyczną do 2007 roku.

Samolot New Shepard firmy Blue Origin został zaprojektowany do przewozu ludzi, ale nie ma jeszcze żadnych lotów załogowych pod swoim pasem, choć wydaje się, że wkrótce się to zmieni. (Ciężko jest powiedzieć wiele o przesunięciach czasowych New Shepard, ponieważ Blue Origin w większości unikał publicznego ogłaszania dat docelowych przez całą swoją 19-letnią historię.)

Następnie są pojazdy orbitalne przewożące załogę. W 2010 roku NASA zaczęła zachęcać do rozwoju tych statków kosmicznych poprzez program Commercial Crew, aby wypełnić miejsce wkrótce wycofanej floty promów kosmicznych. We wrześniu 2014 roku Boeing i SpaceX okazały się wielkimi zwycięzcami tej konkurencji, zdobywając wielomiliardowe kontrakty na przewóz astronautów NASA do i z ISS.

SpaceX’s Crew Dragon i Boeing’s Starliner są na celowniku, aby rozpocząć tę usługę taksówkarską wkrótce, być może w 2020 roku. Ale znowu, to jest później niż główne zainteresowane strony miały nadzieję. Kiedy urzędnicy NASA ogłosili umowy SpaceX i Boeinga we wrześniu 2014 roku, na przykład, powiedzieli, że mają nadzieję, że przynajmniej jedna z dwóch kapsuł zostanie uruchomiona do 2017 roku.

Część odpowiedzialności za te opóźnienia spoczywa na Kongresie USA. Kongres, który nie finansował odpowiednio programu Commercial Crew w jego wczesnych latach, powiedział ekspert ds. polityki kosmicznej John Logsdon, emerytowany profesor nauk politycznych i spraw międzynarodowych w The George Washington University’s Elliott School of International Affairs w Waszyngtonie.

Ale oczekiwanie wzmacnia również prostą i trzeźwą rzeczywistość dotyczącą eksploracji: „Ludzkie loty kosmiczne są trudne,” Logsdon powiedział Space.com.

Related: Space Travel: Danger at Every Phase (Infographic)

Liczne przykłady potwierdzają ten punkt. Na przykład postęp Virgin Galactic został spowolniony przez dwa śmiertelne wypadki, jeden na ziemi w 2007 roku w zakładach partnera projektowego i produkcyjnego Scaled Composites, a drugi w 2014 roku, podczas napędzanego rakietą lotu testowego pierwszego pojazdu SpaceShipTwo, VSS Enterprise. A kapsuła SpaceX Crew Dragon, która wykonała historyczny lot demonstracyjny bez załogi do ISS w marcu, już nie istnieje; została zniszczona miesiąc później podczas wypadku podczas testów naziemnych, co cofnęło SpaceX o kilka lat.

A właśnie dziś (20 grudnia) Boeing Starliner doświadczył problemów podczas swojej pierwszej misji orbitalnej, lotu testowego bez załogi, który miał udać się do ISS. Błąd z systemem pomiaru czasu kapsuły uniemożliwił to spotkanie, a Starliner ma teraz wrócić na Ziemię w niedzielę rano (22 grudnia), nie osiągnąwszy kilku głównych celów lotu testowego.

Ale firmy te pracują nad takimi problemami i ekscytujące rzeczy mogą być tuż za horyzontem. Zobaczenie Crew Dragon, Starliner, SpaceShipTwo i New Shepard w pełni online będzie wystarczająco ekscytujące. Ale niedługo potem, prywatny statek kosmiczny może po raz pierwszy wynieść ludzi w głęboki kosmos. W końcu SpaceX pracuje nad 100-pasażerskim, kolonizującym Marsa statkiem o nazwie Starship, a japoński miliarder Yusaku Maezawa zarezerwował już lot wokół Księżyca z docelową datą startu w 2023 roku.

„Lata 2010 były 'coraz bardziej gotowe’, a my jesteśmy blisko gotowości” – powiedział Logsdon o prywatnych lotach kosmicznych. „Miejmy nadzieję, że rok 2020 będzie świadkiem 'rozpoczęcia’.”

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

Nota redaktora: Ta historia została zaktualizowana o 18:00 EST 20 grudnia, aby uwzględnić wiadomości o trudnościach Starlinera podczas jego orbitalnego lotu testowego.

Książka Mike’a Walla o poszukiwaniu obcego życia, „Out There” (Grand Central Publishing, 2018; zilustrowana przez Karla Tate’a), jest już dostępna. Śledźcie go na Twitterze @michaeldwall. Śledź nas na Twitterze @Spacedotcom lub na Facebooku.

.