Alai

Historiker kan komma att se tillbaka på 2010-talet som det årtionde då den kommersiella rymdfarten verkligen började ta fart.

Privata företag gör mycket mer i den sista gränsen i dag än för tio år sedan, bland annat genom att transportera förnödenheter till den internationella rymdstationen (ISS), landa och återflyga raketer och tillverka produkter utanför jorden.

Sedan 2010, och särskilt sedan 2013 eller 2014, ”har det skett en enorm förändring – nästan en havsförändring”, säger Eric Stallmer, ordförande för Commercial Spaceflight Federation, en ideell branschorganisation. ”Det är häpnadsväckande.”

Relaterat: Låt oss börja med de robotförsörjningsuppdrag till ISS som NASA har finansierat genom en rad kommersiella fraktuppdrag. SpaceX har hittills flugit 19 avtalade uppdrag med sin Dragon-kapsel och Falcon 9-raket, varav det första kom i oktober 2012. Northrop Grummans rymdfarkost Cygnus och Antares-raket gjorde sin första helt operativa resa i januari 2014 och har sedan dess genomfört ytterligare 11 uppskjutningar. (Båda företagen har drabbats av ett misslyckande i samband med ett lastuppdrag; en Antares exploderade på startplattan i oktober 2014 och en Falcon 9 gick sönder under flygning i juni 2015.)

Ungefär hälften av dessa Dragon-Falcon 9-uppdrag har inneburit att raketens första steg har landat, vilket visar på en av de viktiga trender som SpaceX banade väg för på 2010-talet: återvinning och återanvändning av hårdvara i omloppsbanan av ett privat företag.

SpaceX gjorde för första gången en landning av en booster under en flygning i omloppsbana i december 2015. Sedan dess har företaget genomfört nästan fyra dussin ytterligare landningar, varav många på specialiserade fartyg till havs. SpaceX återanvänder rutinmässigt dessa första steg också, ofta flera gånger.

Och Dragonkapseln är återanvändbar, och återanvänds i allt större utsträckning också. De två senaste återförsörjningsuppdragen från SpaceX, som skickades iväg den 25 juli respektive den 6 december, hade till exempel Dragon-kapslar som redan hade gjort två resor till labbet i omloppsbana.

Den här typen av verksamhet är nyckeln till SpaceX långsiktiga vision. Företaget har som mål att sänka kostnaderna för rymdfärder tillräckligt mycket för att göra djärva utforskningsuppdrag ekonomiskt genomförbara. Elon Musk har upprepade gånger betonat att han grundade SpaceX redan 2002 främst för att bidra till att uppnå ett särskilt ambitiöst mål: att kolonisera Mars.

SpaceX har redan sänkt kostnaderna för att ta sig till rymden avsevärt. Företaget säljer för närvarande uppskjutningar av arbetshästen Falcon 9 för 62 miljoner dollar och den nyare, kraftfullare Falcon Heavy för 90 miljoner dollar. Dessa raketer kan lyfta 50 265 lbs. (22 800 kg) och 140 660 lbs. (63 800 kg) till låg omloppsbana runt jorden (LEO), enligt SpaceX:s specifikationsblad.

Det motsvarar ungefär 2 720 dollar per kg till LEO för Falcon 9 och 1 410 dollar per kg för Falcon Heavy. Som jämförelse kan nämnas att kostnaden till LEO för NASA:s numera pensionerade rymdfärjor var cirka 54 500 dollar per kg, enligt en färsk rapport från Harry Jones vid NASA:s Ames Research Center. (SpaceX anses också allmänt vara betydligt billigare än sina konkurrenter inom den kommersiella sektorn, men jämförelser är knepiga eftersom dessa andra företag i allmänhet inte offentliggör sina uppskjutningspriser.)

Relaterat: Ett annat företag, Jeff Bezos’ Blue Origin, började också rutinmässigt landa och återflyga raketer på 2010-talet. Blue Origins suborbitala farkost New Shepard har hittills utfört 11 lyckade landningar, varav den första skedde i november 2015. Den senaste versionen av den återanvändbara New Shepard har genomfört sex sådana uppdrag. Hittills har dessa testflygningar transporterat experiment till suborbital rymd och tillbaka för 100 kunder, säger företrädare för Blue Origin.

Rocket Lab är ännu en privat uppskjutningsleverantör som bröt ny mark under det senaste decenniet och var pionjär när det gällde dedikerade uppdrag för små satelliter via sin 17 meter höga Electron-raket. Den tvåstegs Electron-raketen lyfte för första gången i maj 2017 och har nu tio flygningar bakom sig, varav de senaste nio har varit helt framgångsrika.

Under det senaste uppdraget, som sköts upp den 6 december, styrde Rocket Lab Electron-rasens första steg tillbaka ner mot jorden i rätt riktning för återvinning – ett stort steg mot återanvändning av raketer, som företaget planerar att börja genomföra redan nästa år. Men Electron-raketerna kommer inte att landa vertikalt som de första stegen i New Shepard och Falcon 9 gör, utan Rocket Lab planerar att plocka upp de fallande boosters från himlen med hjälp av en helikopter.

Inte alla raketaktiviteter genomförs heller av amerikanska företag. Det Pekingbaserade OneSpace, som syftar till att ge små nyttolaster skjuts till suborbitala rymden och till omloppsbana, sköts till exempel upp för första gången 2018.

Mängder på gång

Variationen och kapaciteten hos den hårdvara som bärs upp av sådana raketer har också ökat kraftigt under det senaste decenniet.

På 2010-talet började till exempel tillverkningen utanför jorden. Den milstolpen inträffade i september 2014, när en 3D-skrivare byggd av det Kalifornienbaserade startupföretaget Made In Space åkte till ISS (ombord på en SpaceX Dragon-kapsel för säkerhets skull).

Sedan dess har Made In Space skjutit upp en handfull andra maskiner till labbet i omloppsbana, bland annat utrustning för tillverkning av den värdefulla optiska fibern ZBLAN.

Företaget utvecklar också monteringsteknik i rymden kallad Archinaut, som Made In Space tänker sig ska hjälpa till att reparera, uppgradera och tanka satelliter i omloppsbana och även bygga helt nya strukturer. I juli förra året tilldelade NASA företaget nästan 74 miljoner dollar för att ge Archinaut ett test i omloppsbana, vilket kan komma så tidigt som 2022.

Framstegen inom den privata rymdsektorn har också gjort det mycket lättare att se vad som händer här på jorden. Det San Francisco-baserade företaget Planet skickade till exempel först upp sina skarpögda Dove-satelliter för jordobservation i omloppsbana 2013, och flera hundra har hittills skickats upp i omloppsbana.

Dessa små rymdfarkoster, som var och en är ungefär lika stor som en brödlimpa, fångar bilder som används av en mängd olika kunder. Vissa av dessa bilder har stor betydelse för den nationella säkerheten; Doves har till exempel hjälpt analytiker att hålla koll på Nordkoreas och Irans raket- och missilprogram.

Den tekniska utvecklingen inom kommunikationstekniken har också gått framåt under 2010-talet, sade Stallmer och hänvisade till uppskjutningen av bredbandssatelliter med större kapacitet. Och mycket större saker är på gång i detta avseende. SpaceX sköt upp sina första 120 Starlink-rymdfarkoster under 2019 och siktar så småningom på att lyfta upp till 12 000 av dessa satelliter (inklusive ytterligare 60 innan året är slut). Flera andra företag, som OneWeb och Amazon, har liknande mål. (Dessa planerade megakonstellationer har dock varit föremål för en del kontroverser. Astronomer har uttryckt oro över hur Starlink och liknande kommer att påverka deras observationer, och andra personer i rymdvärlden oroar sig för den risk för rymdskräp som sådana farkoster utgör.)

Under 2010-talet ökade också kommersialiseringen av ISS. Till exempel fick Texasbaserade NanoRacks, som hjälper kunder att få upp sin utrustning i drift på stationen, sitt första fotfäste på det omloppsbana labbet 2010.

NASA har uppmuntrat denna trend, liksom ökad privat verksamhet i rymden. Under det senaste året eller två har den amerikanska rymdorganisationen till exempel börjat reservera plats på kommersiella månlandare.

Leverans av vetenskapliga experiment och teknikdemonstrationer till månen av dessa privata robotar kommer att hjälpa Nasa att sätta kängor på månytan senast 2024 och etablera en hållbar mänsklig närvaro på och runt jordens närmaste granne i slutet av 2020-talet, har tjänstemän från myndigheten sagt. NASA vill till och med att den privata sektorn ska hjälpa till att ta astronauterna till och från månytan.

Detta är naturligtvis bara ett urval av det senaste decenniets framsteg; det finns alldeles för många för att beskriva dem i detalj i en enda berättelse.

Relaterat: Månrusning: Privata planer för månlandare

Drivande faktorer

Det är flera faktorer som driver dessa framsteg, sade Stallmer. En av de största katalysatorerna är de sjunkande kostnaderna för att få tillgång till rymden.

”Om människor måste spendera 50 procent mindre på att skjuta upp en nyttolast gör det att de kan öppna en större marknad för utveckling av vad de kan göra och bygga på marken”, sade Stallmer till Space.com.

Och det som de kan bygga på marken blir allt effektivare och mer kapabelt, med tanke på den ständigt ökande miniatyriseringen av elektronik som exemplifieras av Planet’s flock av duvor. Det hjälper också att dessa två sidor – uppskjutning och nyttolast – har agerat i ökande synergi under de senaste åren, sade Stallmer och noterade en bättre anpassning av utbud och efterfrågan inom rymdsektorn.

Rymdföretag har också funnit det allt lättare att få tillgång till privat kapital under hela 2010-talet, sade Stallmer. Siffrorna stöder detta: Enligt riskkapitalbolaget Space Angels har 24,6 miljarder dollar investerats i den kommersiella rymdsektorn sedan 2009 – och 5 miljarder dollar av detta har pumpats in bara under de tre första kvartalen 2019.

Investerarnas fickor har öppnats, åtminstone delvis, av de framgångar som under hela decenniet har uppnåtts av företag som SpaceX, Blue Origin och Virgin Galactic (som flög banbrytande testflygningar med besättning i suborbitala rymden i december 2018 och februari 2019). Och dessa högprofilerade pionjärer har drivit branschen framåt även på andra sätt, sade Stallmer.

Dessa företag har inspirerat människor till att starta egna rymdföretag och har också gett dem talang. Till exempel grundades den framväxande uppskjutningsleverantören Relativity Space, som nyligen meddelade att det hade samlat in 140 miljoner dollar från investerare i sin senaste finansieringsrunda, 2015 av Tim Ellis och Jordan Noone, som var tidigare anställda på Blue Origin respektive SpaceX.

Not so fast

Men allt har inte varit vin och rosor för den privata rymdfarten under 2010-talet. Det har varit mycket svårare att nå milstolpar på ett särskilt högprofilerat område: rymdfärder för människor.

Tänk på Virgin Galactic, som har som mål att flyga betalande kunder till och från suborbitala rymdfärder ombord på sitt rymdfärdskepp SpaceShipTwo, som kan ta emot sex passagerare. Företaget är nästan redo att börja göra detta, men tidslinjen har förskjutits avsevärt åt höger under årens lopp. Redan 2004 förutspådde Richard Branson att hans nystartade företag skulle inleda kommersiell rymdturism senast 2007.

Blue Origins New Shepard är utformad för att transportera människor också, men den har ännu inga flygningar med besättning i bagaget, även om det verkar troligt att det snart kommer att ändras. (Det är svårt att säga mycket om New Shepards tidsförskjutningar, eftersom Blue Origin mestadels har undvikit att offentligt tillkännage måldatum under hela sin 19-åriga historia.)

Då har vi de bemanningsbärande orbitalfarkosterna. År 2010 började NASA uppmuntra utvecklingen av dessa rymdfarkoster via byråns Commercial Crew Program, för att fylla ut den snart pensionerade rymdfärjeflottans skor. I september 2014 framstod Boeing och SpaceX som de stora vinnarna i denna tävling och fick vardera mångmiljardkontrakt för att transportera NASA:s astronauter till och från ISS.

SpaceX’s Crew Dragon och Boeings Starliner är på väg att starta denna taxitjänst snart, kanske år 2020. Men återigen är det senare än vad de primära intressenterna hade hoppats. När NASA-tjänstemännen tillkännagav SpaceX- och Boeing-affärerna i september 2014 sa de till exempel att de hoppades att åtminstone en av de två kapslarna skulle vara igång 2017.

En del av ansvaret för dessa förseningar ligger hos USA. Kongressen, som inte finansierade Commercial Crew Program tillräckligt under de första åren, säger rymdpolitiske experten John Logsdon, professor emeritus i statsvetenskap och internationella frågor vid The George Washington Universitys Elliott School of International Affairs i Washington, D.C.

Men väntetiden förstärker också en enkel och nykter verklighet om utforskning: ”Mänskliga rymdfärder är svåra”, säger Logsdon till Space.com.

Relaterat: Rymdresor: Rymdresor: Faran i varje fas (Infografik)

Antaliga exempel visar detta. Till exempel har Virgin Galactics framsteg bromsats av två dödsolyckor, en på marken 2007 vid design- och tillverkningspartnern Scaled Composites anläggningar och en annan 2014, under en raketdriven testflygning av det första rymdskeppet SpaceShipTwo, VSS Enterprise. Och SpaceX Crew Dragon-kapseln som utförde en historisk obemannad demonstrationsflygning till ISS i mars existerar inte längre; den förstördes en månad senare under en olycka vid ett marktest, vilket satte SpaceX en del tillbaka.

Och så sent som i dag (20 december) upplevde Boeings Starliner problem under sitt första uppdrag i omloppsbana, en obemannad testflygning som var tänkt att gå till ISS. Ett fel i kapselns tidssystem förhindrade denna träff, och Starliner ska nu enligt planerna komma tillbaka ner till jorden på söndagsmorgonen (22 december) utan att ha uppnått ett antal viktiga mål för testflygningen.

Men dessa företag arbetar sig igenom sådana problem, och det kan mycket väl vara spännande saker som ligger precis bakom horisonten. Att se Crew Dragon, Starliner, SpaceShipTwo och New Shepard komma igång fullt ut kommer att vara spännande nog. Men strax därefter kan ett privat rymdskepp för första gången transportera människor till djupa rymden. SpaceX arbetar trots allt på en farkost med 100 passagerare som kan kolonisera Mars och som kallas Starship, och den japanske miljardären Yusaku Maezawa har redan bokat en flygning runt månen med en planerad uppskjutning 2023.

”På 2010-talet var det dags att göra sig redo, och vi är nära att vara redo”, säger Logsdon om privata rymdfärder för människor. ”Förhoppningsvis kommer 2020 att innebära att vi börjar.”

• 3D-utskrift i rymden: Ett fotogalleri
• Raketuppskjutningssystem för återanvändning: How They Work (Infographic)
• Starship and Super Heavy: SpaceX’s Mars-Colonizing Transportation System

Redaktörens anmärkning: Den här artikeln uppdaterades klockan 18.00 EST den 20 december för att inkludera nyheten om Starliners svårigheter under sin testflygning i omloppsbana.

Mike Walls bok om sökandet efter utomjordiskt liv, ”Out There” (Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller på Facebook.