Moderni ihmiskunta on avaruuden laajenemisen partaalla, joka lupaa aloittaa ihmiskunnan voimakkaimman taloudellisen ja sivistyksellisen nousun ajanjakson, joka on verrattavissa menneiden merien laajenemiseen ja teollisuuden vallankumoukseen.
Mutta sen sijaan, että kohdennettaisiin askeleita uuteen tilaan, ihmiskunta jatkaa epäröivästi komistamista ovensa eteen. Avaruusliikenteen korkeat kustannukset ja alhainen tehokkuus hidastaa laajamittaista avaruustutkimusta, mutta lentojen kustannuksista huolimatta käytännöllinen avaruustutkimus on jo käynnissä maanpäällisten satelliittien ryhmittelyn muodossa.
Voin ehdottaa vaihtoehtoista skenaariota avaruusteollisuuden kehittämiselle, jonka avulla voidaan siirtyä nykyaikaisesta satelliittiryhmittymästä avaruuden laajamittaiseen kolonisaatioon useissa vaiheissa ilman, että sen toteuttamiseen vaaditaan esteettömiä tekniikoita tai superkalliita valtion ohjelmia.
Yhdessä ensimmäisten avaruusalusten lentojen kanssa ihmiskunta sai pääsyn uuteen tilaan, jonka laajuudet ja resurssit ovat äärettömästi parempia kuin mitä maapallolla voi olla. Ihmiskunnan avaruuslaajennuksen alkaessa alkaa sen korkeimman talouskasvun ja siirtymisen uuteen sivistyksen kehitysvaiheeseen. Vertailukelpoinen menneisyyden teollisen vallankumouksen kanssa, johon useiden Euroopan valtioiden merialueiden laajeneminen ajoissa tapahtui. Tieteellisen ja teknisen kehityksen aikakausi nosti sivilisaation kehitystason sellaiseen korkeuteen, että keskiajan standardien mukaan se näytti olevan saavuttamaton ja mahdoton ajatella.
Avaruuskuljetusjärjestelmien syntyminen teki maapallon ulkopuolelta tilaa tutkittavaksi, mutta sen sijaan, että muutettaisiin määrätietoisesti uuteen tilaan, ihmiskunta jatkaa epäröimättä tainnutustaan ovensa ulkopuolella, siirtyen avaruuteen pieninä vaiheina, lähinnä tutkimusohjelmien takia. Nyt on käymässä selväksi, että tieteelliset tai humanitaariset tavoitteet ovat riittäviä vain jatkamaan avaruustutkimusta. Siirtyminen avaruuden laajamittaiseen kolonisaatioon on mahdollista vain ohjelmilla, jotka on suunniteltu suorille, käytännöllisille hyödyille.
Käytännöllinen avaruustutkimus alkoi avaruustietopalveluteollisuudesta, joka on saatu kaupallisten satelliittien tähdistöstä maan kiertoradalla. Satelliittiteollisuus on menestynyt kaupalliselta kannalta, nyt se on ottanut vahvan aseman maailman tietojärjestelmässä, kehittyy ja laajenee aktiivisesti. Mutta avaruutta ei voida tutkia pelkästään satelliittien avulla, satelliitit on sidottu automaatteihin niiden kiertoradalle ja kapeisiin tietopalvelualueisiin. Satelliittiyhdistelmä, lisäys maapallon informaatiopalloon ja sen kehitys itsessään eivät pysty siirtymään avaruuden kolonisaatioon.
Avaruustutkimuksen uusiin vaiheisiin tarvitaan hankkeita, joihin sisältyy ensinnäkin maapallon ulkopuolisten mineraalivarojen käytännön kehittäminen. Tätä palloa ei ole sidottu kapeisiin tietopalvelualoihin, ja sen jatkolaajennus on käytännössä rajaton.
Viime vuosikymmenen aikana on aloitettu aktiivisesti uusien lupaavien hankkeiden kehittäminen, jotka on suunniteltu harvinaisten ja kalliiden raaka-aineiden, kuten jalometallien, uuttamiseen avaruudessa tai kuun radioaktiivisiin raaka-aineisiin, joiden korkea hinta kattaa kuljetuskustannukset. Diip Space Industriesin ja Planetary Resurssien projektit näyttävät erityisen realistisilta.
Mainosvideo:
Kalliiden raaka-aineiden louhintaan liittyvistä hankkeista avaruudessa tulee epäilemättä uusi askel sen käytännön kehityksessä. Mutta heillä on myös omat rajoituksensa, nämä ovat avaruusmiinia, eivät teollisuustukikohtia.
Toisin kuin tunnetut raaka-ainehankkeet, minun ehdottamani avaruuden tutkimuksen skenaario edellyttää ensinnäkin avaruusteollisuuden ja liikenteen infrastruktuurin kehittämistä. Teollisuushankkeet, toisin kuin raaka-aineet, mahdollistavat maailman teollisuuden siirtämisen eikä vain yksittäisten kapeiden kaivoskapasiteettien siirtämisen maan ulkopuolelta. Vaikka raaka-ainehankkeet sisältyvät myös kehitysskenaarioon, niillä on avustava rooli eikä heidän tehtävänä ole toimittaa raaka-aineita maahan, vaan tarjota avaruusteollisuusjärjestelmä.
Skenaario perustuu teolliseen kokonaisuuteen, joka on suunniteltu palvelemaan ja laajentamaan satelliittiteollisuutta ja muita avaruuspalveluiden alueita. Teollisuuden tähdistöstä tulisi tulla eräänlainen päällirakenne satelliittijärjestelmän yläpuolella. Mutta toisin kuin satelliitit, jotka toimivat pääasiassa avaruustoistimena tai havaintoasemina, teollisuusryhmä kykenee monenlaisiin toimiin, jotka liittyvät avaruusalusten kuljettamiseen, asentamiseen, ylläpitoon, tuotannon kehittämiseen ja vieraiden resurssien kehittämiseen. Satelliittien palvelemiseen tarkoitetun teollisuusryhmittymän kasvu johtaa viime kädessä avaruuspesäkkeiden luomiseen ja maailman teollisuuslaitosten siirtoon maapallolta.
Teollinen konstellaatio koostuu useista suurista hankkeista, infrastruktuurin kuljetusjärjestelmistä, kaupallisesta resurssipohjasta kuuhun ja kaupallisesta kiertorata-asemasta, joka toimii maanpäällisen avaruusryhmän päätukipalkkana, kuljetuskeskuksesta ja tuotantoteknologiakeskuksesta.
Kuljetushankkeet on jaettu kahteen pääluokkaan: infrastruktuuri, virtaus, laukaisujärjestelmä ja kiertorata kuljetusjärjestelmä, joka koostuu uudelleen käytettävistä avaruushavainnoista.
Käynnistys kiertoradalle "Cosmoportin" kautta
In-line-laukaisujärjestelmän tulisi korvata nykyaikaiset kantoraketit, jotka on suunniteltu laskemaan satelliitit suoraan työskenteleville kiertoradalle maasta lähettämällä pienet, standardisoidut modulaariset yksiköt kiertorata-asemaan. Avaruuskuljetuskeskuksen tehtävän suorittaminen - "Orbital spaceport". Erikoistuneella kevyellä kantolaitteella. Erikoistunut kantolaite - "Pony", yksinkertaistetuilla moottoreilla ilman turbiinipumppuja ja kauko-ohjausjärjestelmissä, joissa ei ole autonomisia "Inertiaalisia" asennonohjausjärjestelmiä, on erittäin halpa ja helppo valmistaa.
Tämän raketin haitoihin sisältyy alhainen kantokyky ja täydellisen autonomian puute lennossa, kiinnittyminen yhteen suuntaukseen. Mutta satelliittien toimittamiseen asemalle osittain modulaaristen yksiköiden muodossa ei tarvita suurta kantokykyä. Sekä korkea autonomian taso lennoille yhdellä kiinteällä reitillä.
Pony-kantolaite on optimaalisesti sovitettu päätehtäväänsä, jatkuvan liikennevirran luomiseksi maasta kiertoradalle alimmilla kustannuksilla. Pony-Cosmoport-järjestelmän käynnistämisen arvioitujen kustannusten pitäisi olla 1 000 dollaria kilolta. Mikä on monta kertaa halvempaa kuin useimmat nykyaikaiset kuljetusyhtiöt, joiden markkinoille saattamisen kustannukset ovat 3–7 000 dollaria kilolta.
Lisäksi linjassa oleva laukaisujärjestelmä luo kysynnän liikennevirtojen palvelemiseen ja asennukseen liittyviin kiertorata-asemien toimintoihin, mikä mahdollistaa miehitettyjen asemien siirtämisen omarahoitukseen, mikä säästää miehitettyjä ohjelmia sitoutumasta valtion budjetteihin.
Ja ponien muovisia yläasteita on tarkoitus käyttää kiertorata-asemilla raaka-aineena rakettipolttoaineen tai kantavien rakenteiden asentamiseen käytettävän materiaalin valmistukseen, mikä on ensimmäinen askel kohti teollisuuden kehittämistä maan ulkopuolella.
Avaruuskuljetuslaivasto
In-line-laukaisujärjestelmä mahdollistaa rahtien kuljetuskustannusten vähentämisen merkittävästi kiertorata-asemille, mutta erikoistuneiden kiertoradan kuljetusalusten - "Orbital Tugs" - on asetettava Cosmoportiin asennetut satelliitit toimiville kiertoradalle. Kiertoradan hinaajissa, toisin kuin laukaisuajoneuvoissa, ei pitäisi käyttää kemiallisia moottoreita, jotka tuottavat suihkuvirran energiaa polttamalla polttoainetta ja hapetinta, vaan "sähköisiä rakettimoottoreita", jotka käyttävät polttoaineeseen syötettyä ulkoista energiaa aurinko- tai ydingeneraattoreista tulevan sähkövirran muodossa. … Sähköiset rakettimoottorit kuluttavat polttoainetta 3, 15 kertaa taloudellisemmin kuin kemialliset. Niiden teho on alhainen, mutta avaruus nollapainovoimaa, suurta tehoa ei tarvita.
Nyt avaruudessa "ioniset" sähköiset rakettimoottorit ovat levinneet, mutta niiden teho on liian pieni kuljetusaluksiin, työntövoima on vain kymmenesosa grammasta. Kiertoradan hinaajissa tulisi käyttää tehokkaampia plasma-ohjaimia. Joka yhdessä erittäin tehokkaiden "Film" aurinkoakkujen kanssa tarjoaa riittävän suuren työntövoiman lastin ja lentojen vetämiseen kiertoratojen välillä kohtuullisessa ajassa useista päivistä useisiin kuukausiin.
Plasmamoottorien eräs toinen etu on, että ne ovat potentiaalisesti monipolttoainetta, kykeneviä kuluttamaan mitä tahansa "käyttönestettä", jota voidaan ohjata moottoriin. Plasmapotkureita voidaan polttaa millä tahansa saatavilla olevalla aineella, tavanomaisilla kemiallisilla rakettikoneilla, vedellä tai nestemäisillä kaasuilla, mikä tekee niistä erittäin avaruusystävällisiä.
Siirtyminen uudelleenkäytettäviin kiertoradan hinaajiin plasmamoottoreilla vähentää huomattavasti satelliittien laukaisukustannuksia korkealle kiertoradalle. Ja se antaa muita lisämahdollisuuksia. Kuten kyky kuljettaa satelliitteja kiertorata-asemiin ylläpitoa varten ja takaisin työskenteleville kiertoradalle, kyky ylläpitää jatkuvia kuljetusyhteyksiä muiden planeettojen kanssa ja kuljettaa vieraita materiaaleja kiertorata-asemille alhaisin kustannuksin.
Toisin kuin nykyaikaiset kiertoratavaiheet "Ylävaiheet" kemiallisessa polttoaineessa, joita käytetään pääasiassa "yksisuuntaisiin" lentoihin. Taloudelliset ja uudelleenkäytettävät kiertoradan hinaajat yhdistävät koko avaruusjoukon pysyviin kuljetusyhteyksiin, jotka toimivat alhaisin kustannuksin.
"Kiertoradan kuljetus ja rahtilaivasto" tekee uusien avaruusohjelmien kehittämisestä paljon helpommin saatavissa olevan ja halvemman.
Jauhe-, polttoaine- ja raaka-ainepohja kuuhun
Orbitaalisten hinaajien ryhmän kehittämisen ensimmäisissä vaiheissa polttoaine heitä toimitetaan maasta. Mutta kiertoradan kuljetusjärjestelmän kehittyessä kysymys siirtymisestä vieraasta polttoaineesta tulee merkitykselliseksi. Materiaalien kuljettaminen kiertoradalla tapahtuvilla hinaajilla maksaa kymmeniä leikkauksia halvemmalla kuin maanpinnan aloittaminen, ja polttoainetta, joka on maailman aktiivisimmin kuluttama avaruudessa käytettävä polttoaine, joka itsessään pyrkii vaihtamaan käytettävissä oleviin maanalaisiin polttoaineiden lähteisiin heti, kun kiertoradan kuljetusjärjestelmä alkaa kasvaa.
Lähin maapallon vieraiden polttoaineiden ja muiden resurssien lähde on kuu. Kuu on maan kiertoradalla, se on paljon lähempänä maata kuin asteroidit ja lennot siihen eivät vie paljon aikaa. Toisaalta kuulla on matala painovoima eikä ilmapiiriä, mikä yksinkertaistaa huomattavasti lastin kuljettamista kiertoradalle tältä planeetalta. Nestepolttoaineen tuotantoa kuuhun on nyt useita hyväksyttyjä hankkeita. Kuukauden polttoaine voi olla nestemäistä happea, jota voidaan saada kuun maaperästä, vedestä, äskettäin löydetyistä jääsäiliöistä kuun napojen alueella tai sen hajoamistuotteista, vedystä ja hapesta.
Hyväksyttyjen kuunpolttoaineprojektien haittoina on, että hapen tuottaminen maaperästä tai veden hajoaminen vaatii paljon energiaa. Hyödyllinen hapen vapautuminen maaperästä tai vesijääprosentti kuun talletuksissa ei ole korkea. Siksi nestemäisten polttoaineiden tuotanto on kallista.
Avaruuden teollistumisen skenaariossani sen on tarkoitus käyttää kiinteää kuun maaperää polttoaineena plasmamoottoreihin hienojakoisen, vapaasti virtaavan jauheen muodossa. Plasmamoottoreiden polttoaineena voi olla mikä tahansa aine, jota voidaan toimittaa moottorille hallitusti, ja sen ei tarvitse olla nestettä. Plasmageneraattorin sähköisessä "liekissä" mikä tahansa käyttöneste muunnetaan kaasuksi yhtä tehokkaasti.
Hinaajien moottorien ja polttoainejärjestelmien mukauttamiseksi "mineraalipölyn" kulutukseen, niiden pinnallinen "ei perusta" -muutos riittää. Plasmamoottoreiden potentiaalinen kyky kuluttaa jauhepolttoainekomponentteja on selvästi osoitettu niiden kaupallisilla kollegoilla, plasmageneraattoreilla - "Plasmatronit" tai "Sähköpolttimet", jotka toimivat jauhemetallurgiassa käytettävillä jauhekomponenteilla.
Jauheen tuotanto, toisin kuin nestemäiset polttoainekomponentit, ei vaadi raaka-aineiden kemiallista käsittelyä, yksinkertainen mekaaninen jauhaminen riittää. Tätä varten tarvittavilla murskaimilla on korkea tuottavuus ja pieni paino, ne eivät vaadi paljon energiaa, kuun kivinen maaperä on kaikkialla läsnä ja murskausraaka-aineiden hyötysuhde on 100%.
Jauhepolttoainepohjan laitekokonaisuuden tulisi sisältää useita universaalia, kauko-ohjattavia robotteja "Centaurs". Kevyet monikäyttöiset maastoajoneuvot, joissa on "antropomorfinen" humanoidirunko, joka pystyy toimimaan ajoneuvoina ja "työkäsinä". Useita kevyitä murskaimia. Aurinko- ja ydingeneraattorit keskeytymättömään energiantuotantoon. Ja Lunar Sling -katapultti, erikoistunut kantoraketti kiertoradalla kuuhun.
Kuuhihna on roottori, samanlainen kuin helikopteri, mutta siinä on kilometripituiset nauhat siipien sijaan, joiden päissä saavutetaan kiertonopeus, joka kuussa on noin 1700 metriä sekunnissa. Kaapelikatapultti on suhteellisen kevyt ja teknisesti yksinkertainen laite, se ei vaadi polttoainekustannuksia ja pystyy tarjoamaan kuuraaka-aineiden lastivirtauksen kiertoradalle teollisuusvolyymeissa.
Kuun maaperää voidaan käyttää paitsi hinaajien polttoaineena myös raaka-aineena nestemäisen hapen, keraamisten ja metallituotteiden tuotantoon kiertorata-asemilla.
Jauheraaka-ainepohjan laitteiden kokonaispainon tulisi olla 100 tonnin sisällä, projektin kustannukset eivät saisi ylittää 10 miljardia dollaria, mikä ei ole paljon vieraalle pohjaprojektille. Mutta kuunresurssiperusta tarjoaa täysin Maapallon läheiselle avaruusryhmälle suhteellisen halpoja vieraita polttoaineita ja mineraalivaroja.
Tukikannat maapallon kiertoradalla
Tällä hetkellä ihmiskunnalla on kiertorata-asemat, mutta ne eivät löydä käytännöllistä sovellusta ja toimivat avaruus tieteellisinä laboratorioina.
Teollisuusryhmässä kiertorata-asemat toimivat tärkeinä keskuksina, jotka suorittavat monia toimintoja, joiden toiminnan laajuus ja laajuus kasvaa jatkuvasti.
In-line-laukaisujärjestelmän syntymisen myötä kiertorata-asemat siirtyvät kuljetus- ja asennuskeskuksen rooliin, joka on tärkeä osa laukaisupalvelualaa.
Orbitaalisten hinaajien tullessa kiertorata-asemista tulee liikennealusten ja avaruusalusten tukikohtia satelliittien korjaamiseksi ja ylläpitämiseksi ottaen "avaruushuoltoasemien" roolin.
Teollisuusryhmittymän laajentuessa kiertorata-asemilla kehitetään erilaisia ajoneuvojen ja rakenteiden asennukseen liittyviä toimia. Se antaa kiertorata-asemille "avaruuskokoonpanokohtien" toiminnon.
Orbitaaliasemista tulee myös tärkeimpiä teollisuustoiminnan kehittämiskeskuksia maan ulkopuolella ottaen "avaruustuotantokeskuksien" roolin.
Maan lähellä sijaitsevista miehitetyistä asemista, jotka sijaitsevat lähellä maata ja maapallon lähellä sijaitsevassa kaupallisessa satelliittikokonaisuudessa, joka on maapallon magneettikentän suojassa, mikä antaa suhteellisen säteilyturvallisuuden, tulee tärkeimmistä keskuksista kaiken ihmisen toiminnan kehittämiselle maan ulkopuolella. Maanläheisen avaruusryhmän tärkeimmät tukikohdat.
Avaruustuotanto
Avaruuden tuotantotoimet on syytä mainita erikseen. Hyödyllisten materiaalien ja tuotteiden tuotanto kehittyy ja kasvaa myös teollisuusryhmän kehityksen myötä. Alkaen kokeellisella polttoaineen tuotannolla kertakäyttöisten rakettien muovisäiliöistä, yksinkertaisista materiaaleista ja tuotteista rakettien osista, miehitettyjen asemien jätteistä, vanhoista satelliiteista, avaruusjätteistä ja muista sekundaarisista raaka-aineista, hävittämiskustannusten kannalta vapaita. Avaruustuotannosta kehittyy sarjatuotanto, joka pystyy tarjoamaan avaruuskokoonpanon melkein kaikilla matalan tekniikan "rautateillä", rakenteista koneisiin ja avaruusaluksiin. Annetaan varmistaa avaruusryhmän massan avaruusosan suurimman osan toistaminen maapallon ulkopuolisten resurssien kustannuksella.
Avaruustuotantolaitteiden kehittäminen vastaa mukautumista avaruuden erityisolosuhteisiin, kuten mineraali- ja energiavarojen runsauteen, mutta samalla suuria kuljetuskustannuksia ja vakavaa massapulaa. Uusi tekniikka mahdollistaa materiaalien helpomman manipuloinnin, vähentää merkittävästi teknologisten toimintojen määrää, tekee laitteista yksinkertaisia ja monipuolisia, mikä lopulta vähentää radikaalisti tuotantoinfrastruktuurin painoa. Tunnettu esimerkki tällaisista "mukautuvista tekniikoista" tuotannossa on 3G-tulostin, mutta monitoiminnallisuudestaan huolimatta tulostimien tuottavuus on alhainen, suurin osa tuotteista valmistetaan nopeammilla, linjallisilla menetelmillä.
Teollisuusryhmän ensimmäisissä kehitysvaiheissa tuotantotoiminta on kokeellista, "Experimental Industrial". Suurten hankkeiden ja infrastruktuurijärjestelmien esiintymisen myötä avaruustuotanto kehitetään sarjatuotantoon, mutta pysyy edelleen apuna. Avaruusteollisuuden kvalitatiivisen siirtymisen vaiheessa maanpäällisten hyötyajoneuvojen palvelemisesta avaruuspesäkkeisiin ja globaaliin avaruusteollisuuteen tulee aputoimintojen tuotantotoiminnasta tärkein. Ja avaruusryhmän kasvu jatkuu lähinnä avaruuden teollisen kolonisaation linjoilla.
Palvelee avaruusteollisuutta
Teollisuuden yhdistelmän tärkein käytännön tehtävä on kaupallisten avaruusalusten maanpäällisen järjestelmän ylläpito. Teollinen kokonaisuus tulee olemaan osa maailmanlaajuista avaruuspalvelujen järjestelmää "toisen tason" palvelusektorina, joka palvelee avaruuksia, jotka tarjoavat suoria avaruuspalveluita. Teollisuusryhmän toiminta antaa monta kertaa vähentää laukaisupalveluiden kustannuksia ja tarjoaa uusia mahdollisuuksia avaruusjärjestelmien kehittämiselle.
Siksi teollisuuskonserniin sijoitetut varat palautuvat taloudellisesta näkökulmasta hyötyajoneuvojen palvelujen kustannusten laskun ja avaruusmarkkinoiden kasvun muodossa. Teollisuuskonsernin kehitys etenee suurten kaupallisten hankkeiden yhteydessä. Ja teollisuuskonsernin tarjoamat uudet mahdollisuudet edistävät kaupallisen astronautian uusien alueiden, kuten uusien sukupolvien satelliittiviestintäjärjestelmien ja auringon energiaa, kehittämistä.
Satelliitti matkapuhelinviestintä
Käynnistämisen kustannusten vähentäminen ja mahdollisuus, että asennus tapahtuu avaruudessa, jonka tarjoaa sisäänrakennettu laukaisujärjestelmä, mahdollistaa uuden sukupolven satelliittikommunikaatiojärjestelmien kehittämisen, jotka pystyvät vastaanottamaan puhelut matkapuhelimista ja lähettämään suoraan käyttäjän vastaanottimille ilman maanpäällisiä välipäätteitä ja toistimia.
Nykypäivän satelliitit ovat liian heikkoja korvaamaan maanpäälliset solutornit ja lähettämään niitä suoraan henkilökohtaisille vastaanottimille. Suora viestintä satelliittien kautta on mahdollista, mutta kalliiden erikoispäätteiden kautta, mikä vähentää sen kulutusta. Markkinoiden kapeuden vuoksi satelliittiviestintä on kallista, vaikka esimerkiksi satelliittipalvelut, kun käytetään kansainvälistä Internetiä, ovat itsessään melko halpoja massakuluttajille.
Orbitaalisen avaruusportin myötä on mahdollista asentaa satelliittialustoja kiertoradalle kalvoaurinkoelementeillä ja suuritehoisilla hilaantenneilla. Hila-antennien, satelliittialustojen korkea energiateho, korkea herkkyys ja lähetysteho mahdollistavat päätietoliikenteen siirtämisen satelliiteihin. Samalla satelliittipalvelut ovat halvempia kuin maanpäällinen infrastruktuuri.
"Satelliittisoluverkkoviestinnän" kehittäminen tekee viestintäpalvelut laajalti saataville ja lisää huomattavasti investointeja satelliittiviestinnän teollisuuden kiertosegmenttiin. Liikevaihdon moninkertainen lisäys lisää vastaavasti avaruustoiminnan laajuutta.
Auringon energia avaruudessa
Lämpövoimalaitokset, jotka käyttävät fossiilisia polttoaineita, muodostavat globaalin energiasektorin selkärangan. Fossiilisten polttoaineiden resurssit ovat loppumassa, ja fossiilisten orgaanisten polttoaineiden ja uraanin käyttö maailmanlaajuisesti aiheuttaa suuria ympäristöriskejä. Myös puhtaan vesivoiman resurssit ovat käytännössä ehtyneet, ja tuulivoima on tehoton. Yksi vaihtoehdoista on siirtyminen lämpöydinfuusion energiaan, jolla on vähemmän riskejä kuin perinteisellä ydinvoimalla, ja sen raaka-aineet eivät ole ehtyneet, mutta kontrolloidun lämpöydinfuusion kokeet eivät anna meille luottaa luottavaisiin näkymiin tämän alueen kehityksessä. Ja puhdas lämpöydinenergia kuun "Helium-3" ei myöskään ole vaihtoehto, on käytännössä mahdotonta hallita tämän isotoopin "palamisen" tekniikkaa tulevina vuosikymmeninä.
Vaihtaminen aurinkoenergiaan voi olla varma vaihtoehto. Aurinko on luonnollinen lämpöydinreaktori aurinkokunnassa, sen energia on puhdasta ja ehtymätöntä. Aurinkoenergia on kuitenkin melko hajakuormitusta, mikä vaikeuttaa sen käyttöä teollisessa mittakaavassa. Nykyaikaiset aurinkogeneraattorit ovat enimmäkseen pienitehoisia apumoottoreita. Avaruusolosuhteissa, painovoiman ja ilman vaikutuksen puuttuessa, on mahdollista asentaa pidennetyt ultrakevyt rakenteet, joilla on suuret alueet ja pieni paino. Avaruudessa mikään ei estä teollisuuskapasiteetin aurinkovoimalaitosten asentamista, joista voi tulla maan energian perusta.
Avaruusgeneraattoreiden kehittämiselle on kaksi potentiaalista suuntaa. Suurin osa analyytikoista tukee sähköntuotantoa aurinkokennoista, samoin kuin nykyaikaiset satelliittien ja avaruusasemien aurinkogeneraattorit. Ja lämpögeneraattorit, jotka muuntavat auringonvalosta tulevan lämmön sähköksi, keskittyvät koveraihin peilijärjestelmiin, jotka on tehty peilimuovikalvosta. Mielestäni lämpögeneraattorit ovat parempia, muovikalvo ja turbiinit ovat halvempia kuin mikään aurinkosähkökenno, lämpögeneraattoreilla on suurempi hyötysuhde ja yleensä lämpögeneraattorit ovat kätevämpiä teollisuuslaitoksissa.
Lämpögeneraattoreilla on haittoja, niitä on vaikea jäähdyttää avaruudessa, missä säteily poistaa vain lämpöä. Mutta lupaavien lämpögeneraattoreiden jäähdytyspiirien painon vähentämisongelma on teknisesti ratkaistavissa nostamalla turbiinien käyttölämpötilaa. Tähän suuntaan tapahtuu kokeellista kehitystä.
Avaruusvoimalaitoksissa, joissa on lämpögeneraattoreita ja muovikalvokeskittyviä peilejä, voi olla peilipinta-ala 2,5–4 neliökilometriä, sähköteho noin gigawattia, paino 100–300 tonnia ja kustannukset välillä miljardi dollaria. Kustannustehokkuuden suhteen avaruusvoimalaitokset ovat verrattavissa ydinvoimaloihin, mutta toisin kuin ne, ne ovat täysin ympäristöystävällisiä. Ja lisäksi, kun avaruusvoimalaitosten tekniikoita kehitetään, avaruudessa käytettävän aurinkoenergian kustannukset laskevat ja laskevat nykyaikaisen vesivoiman tasolle.
Orbitaalisten aurinkovoimalaitosten hankkeita oli aiemmin, mutta niiden toteuttamista haittasivat avaruuskuljetusten korkeat kustannukset ja tarvittavan tekniikan puute. Teollisuusryhmään kuuluvien kuljetusinfrastruktuurien ja kiertoradan kokoontumispaikkojen palveluiden ansiosta kiertoratavoimalaitosten rakentaminen tulee teknisesti toteuttamiskelpoiseksi ja kohtuuhintaiseksi. Ensimmäisten kaupallisten energiahankkeiden toteuttamisen alkuun mennessä tarvittavat tekniikat testataan käytännössä voimakkaiden kiertoradan hinaajien ja miehitettyjen asemien generaattoreilla.
Alhaisella hinnalla ja puutteellisilta jatkokasvun rajoituksilta avaruudessa käytettävä aurinkoenergia hallitsee nopeasti globaalia energiasektoria, ja se syrjäyttää fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalaitokset. Avaruuspalveluteollisuuden kehittämä energia-ala tekee astronautiikan yhdeksi maailman teollisuuden perusedellytyksistä. Samaan aikaan avaruusryhmän liikevaihto kasvaa miljardiin, avaruusryhmän mittakaava ja voima kasvaa satoja ja tuhansia kertoja. Energia-alan kehittäminen antaa avaruusteollisuudelle mahdollisuuden saada riittävästi voimaa siirtyäkseen avaruuden kolonisaatioon.
Harvinaisten metallien uuttaminen asteroideilla
Toinen käytännön tilan alue on jalometallien ja harvinaisten maametallien uuttaminen asteroideihin. Tällä alueella on kaupallinen merkitys, ja siitä tulee yksi maapallon ulkopuolisten resurssien käytännön kehittämisen pääalueista. Jalometallit ja harvinaiset maametallit ovat strategisia raaka-aineita elektroniikkateollisuudelle. Niiden louhintaan liittyvä teollisuus ei ole yhtä laajamittainen kuin avaruusenergia, mutta se myötävaikuttaa edistyksen kehittämiseen korkean teknologian, globaalin kybernation ja teollisen robotisoinnin aloilla sekä maapallolla että avaruudessa.
Siirtyminen avaruuden kolonisaatioon
Avaruusenergiamarkkinoiden kyllästymisen jälkeen, joka tapahtuu noin 30, 40 vuotta teollisuusryhmän kehityksen alkamisen jälkeen, avaruusteollisuus saa riittävästi voimaa siirtyäkseen seuraavaan kasvuvaiheeseen - "Avaruuden teolliseen kolonisaatioon".
Tässä vaiheessa teollisuuskonserni siirtyy kaupallisten avaruusalusten maanläheisen järjestelmän huoltamisesta suoraan maan teollisuuden toimittamiseen avaruusraaka-aineilla. Ja hyvin teollinen ryhmittymä avaruuspalvelualan lisäyksestä alkaa muuttua avaruutta valmistavien yritysten järjestelmäksi, joka on hajallaan läheisten planeettojen ja asteroidihihnan yli.
Siihen mennessä ilmestyy uuden sukupolven infrastruktuurin kuljetusjärjestelmiä, kuten voimakkaita kiertoradan kaatapultteja tai sähkömagneettisia aseita, jotka sijaitsevat 120 kilometrin korkeudessa ilmakehän ulkopuolella. Kiertoradalle laskeutumisen ja näiden järjestelmien kanssa laskeutumisen kustannukset ovat verrattavissa aikamme lentoliikenteeseen. Useista hinaajista tulevat orbitaalikuljetusjärjestelmät kehittyvät voimakkaiksi tavaralaivastoiksi, jotka pystyvät tarjoamaan kuljetusyhteyksiä maan, läheisten planeettojen kiertoratojen ja asteroidihihnassa olevien teollisuustukikohtien välillä.
Avaruusteollisuus toimittaa pääasiassa metalleja metalleille standardoitujen profiilien, levyjen, tankojen tai harkkojen muodossa. Valmiiden tuotteiden, autojen, lentokoneiden, erilaisten koneiden tai kulutustavaroiden kohdalla avaruusraaka-aineet tuodaan maahan. Ensimmäisen sukupolven avaruusteollisuuden raaka-ainekeskeisyys vähentää pääomakustannuksia ja parantaa tuotantokeskusten tehokkuutta. Mutta kehityksen edetessä avaruustuotannon tuotteiden täydellisyys kasvaa. Ja lisäksi avaruusteollisuusryhmittymä pystyy jo kasvun ensimmäisissä vaiheissa melkein täysin replikoitumaan vieraiden raaka-aineiden vuoksi. Yksinkertaistetun ja mukautuvan tekniikan avulla on mahdollista tuottaa avaruudessa pääosa rakenteista, mekanismeista ja muista matalan tekniikan "rautaa". Maasta,vain tiedeintensiiviset tuotteet, kuten elektroniikka, instrumentit tai tarkkuusmekaniikka, toimitetaan avaruuteen.
Avaruusteollisuus toimittaa maapallolle pääasiassa halpoja raaka-aineita, mutta kuluttaa kalliita tiedeintensiivisiä tuotteita. Siksi ulkoavaruuden kolonisaation aikana, samoin kuin minkä tahansa muun kolonisaation aikana, metropolin hyvinvoinnin kasvu tapahtuu siirtokuntien laajentumisen vuoksi. Mitä enemmän avaruusteollisuus kasvaa, sitä suurempi osa maapalloteollisuudesta keskittyy huipputeknologiaan.
Ja koska avaruusteollisuuden kasvu on nopeaa ja eksponentiaalista, kasvukausi ensimmäisistä kokeellisista perustoista globaaliin mittakaavaan tapahtuu useiden vuosikymmenien kuluessa, jolloin myös maapallon talouden kasvu on nopeaa. Avaruuden kolonisaation alkaessa ihmiskunta siirtyy teollisuuskasvun rajojen yli maan olosuhteissa ja aloittaa uuden taloudellisen blitzkriegin. Joka alkaa heikentyä vasta, kun ihmiset ovat rinnastaneet koko aurinkokunnan, ihmiskunnan taloudellinen ja teollisuusvoima kasvaa tuhansia kertoja ja ihmiskunta siirtyy laadullisesti uudelle kehitysvaiheelle, ei ole enää maallinen, vaan kosminen sivilisaatio.
Avaruuden siirtämisen seuraukset ihmiskunnalle
Avaruuden kolonisaatio muuttaa maan eristyksestä asutusta aurinkosysteemin saarelta, jossa ihmiskunta on jo ahdas, metropoliksi, jossa on lukuisia avaruus siirtomaita. Avaruuden kolonisaation jälkeen siirtyminen likaisimmista ja resursseja vaativimmista teollisuusalueista, kuten kaivosteollisuudesta ja metallurgiasta, kasvaa maan rajojen ulkopuolella. Maan teollisuus keskittyy pääasiassa tiedeintensiivisten, korkean teknologian tuotteiden tuotantoon, mikä muuttaa maan "aurinkokunnan Piilaaksoon".
Maapallon vaurauden lisääntyminen tapahtuu tuhansien automatisoitujen tuotantokeskusten kustannuksella, jotka ovat hajallaan ympäri aurinkokuntaa. Joka tuottaa teollisuustuotteita ja lisää niiden määrää melkein ilman ihmisten osallistumista. Maapallonormituksella rajoittamattomat ulkoavaruuden resurssit poistavat teollisuuden jatkokehityksen rajoitukset ainakin useille seuraaville sukupolville, ja ne ovat varmasti riittäviä, kunnes ihmiskunta siirtyy tähtien laajentumisen vaiheeseen, joka laajentaa ihmiskunnan kykyjen rajoja melkein äärettömään.
Maailmantalouden suuntaaminen korkean teknologian tuotteisiin ja avaruuden siirtämisen mukana olevien kasvurajojen poistaminen lisäävät koko maallisen väestön hyvinvointia ja lukutaitoa. Yleinen lukutaito lisää tieteen edistymistä, kiihdyttää jo nyt nopeaa teknologiakilpailua, aiheuttaa sarjan uusia sosiaalisia muutoksia, jotka tekevät elämästä vapaampaa ja turvallisempaa, johtaa kulttuurin ja luovan energian kasvuun maailmanyhteisössä sekä parantavat ajattelun ja elämän laatua yleisesti.
Avaruuden kolonisaation alkaessa unohdetaan sellaiset aikamme ongelmat kuin köyhyys, etniset ja poliittiset kiistat, jotka johtuvat taisteluista resursseista ja vaikutusalueista, maailmanlaajuisen talouden pysähtymisen uhka tai jopa sivistyksellinen lasku keskiaikaan palaamisen myötä. Kaikki ihmiskunnan energia suunnataan ulkoavaruuteen, jossa kehitykselle ei ole rajoituksia eikä mitään jaettavaa. Nykyään ilmassa olevan maailmanlaajuisen masennuksen moderni ennakko korvaa joukolla läpimurtoja, jotka seuraavat yksi toisensa jälkeen, ja odotukset välittömästä siirtymisestä futuristiseen avaruuskauteen.
Ihmiskunnan siirtyminen kosmisen sivilisaation vaiheeseen johtaa sen uuteen aikakauteen. Aivan kuten puoli vuosituhatta sitten, useiden Euroopan valtioiden merialueiden laajentuminen ja sen mukana ilmestynyt kansainvälinen kauppa ja virtaustuotanto aiheuttivat ihmiskunnan siirtymisen teollisuuskaudelle. Useat vuosisadat kestänyt teollisuuden kasvu nosti sivilisaation kehitystasoa niin paljon, että keskiajan asukkaille se tuntui uskomattomalta ihmeeltä.
Tulevaisuuden avaruuden kolonisaatio, kuten menneisyyden lisääntyminen merellä, vetää teknisen ja tieteellisen harppauksen ketjun, joka johtaa kvalitatiiviseen nousuun ihmiskunnan sivilisaation kehityksessä korkeuteen, joka voi nyt näyttää fantastiselta. Mutta toisin kuin aikaisemmassa globaalissa sivistyksen harppauksessa, teollisessa vallankumouksessa, tuleva siirtyminen avaruusaikaan tapahtuu paljon nopeammin nykyisen edistymisnopeuden ansiosta. Nykyisen sukupolven asukkaat voivat tuntea avaruuden laajentumisen tulokset.
Avaruuspalveluista avaruuskoloihin
Ja nykyisessä vaiheessa avaruuden kolonisaatio ei ole fantasiaa, vaan talouden suunta. Käytännön avaruustutkimus alkoi ensimmäisen kaupallisen satelliitin laukaisulla, ja nyt kaupallinen avaruustutkimus on maailmanlaajuinen teollisuus. Se on vielä kaukana avaruuden täysimääräisestä kolonisaatiosta, mutta avaruusteollisuuden kehittämistä varten ehdottamani skenaario mahdollistaa luonnollisen siirtymisen satelliittien palvelemisesta avaruuden maailmanlaajuiseen teollisuuskolonisaatioon, jolla ihmiskunta tulee avaruuskauteen.
Nikolay Agapov