(Imagen: © NASA)
Rod Pyle es un autor espacial, periodista e historiador que ha escrito trece libros sobre historia espacial, exploración y desarrollo para las principales editoriales que se han publicado en siete idiomas. Es el editor principal de la revista Ad Astra, la publicación impresa trimestral de la National Space Society, y sus artículos han aparecido con frecuencia en Space.com, Live Science, Futurity, Huffington Post y Wired.
En su último libro "Espacio 2.0, "publicado hoy (26 de febrero), Pyle da una mirada al interior de lo que vendrá después para la exploración espacial, la extracción de recursos y el asentamiento. Este extracto del Capítulo 14," Paradas de camiones en el espacio ", analiza cómo la infraestructura será crítica para la expansión humana. más allá de la tierra.
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Infraestructura No es una palabra muy emocionante. En términos de las prioridades de un ejecutivo de publicidad, no tiene absolutamente nada del destello y deslumbramiento de un lanzamiento de cohete o las primeras botas en Marte. Pero cuando se habla de la nueva era de los vuelos espaciales y las nuevas oportunidades comerciales que están surgiendo, lo es todo. La infraestructura hará que el desarrollo y la solución del espacio sean asequibles y rutinarios. Es el único camino serio hacia adelante. Es por eso que muchas personas en el comercio espacial hablan de ello con tanta pasión. La infraestructura es de lo que se trata.
Entonces que es infraestructura espacialexactamente? Quizás se requiera una metáfora. La infraestructura espacial es muy parecida a los servicios que hacen que su vida diaria sea habitable en la sociedad moderna. Cuando te levantas por la mañana, enciendes un interruptor de luz, la energía eléctrica que es parte de la infraestructura. ¿Tomando una ducha? El agua potable es infraestructura. ¿Retroceder el auto fuera del garaje para conducir al trabajo? Las carreteras y autopistas son infraestructura. Tienes la idea. El gas por el que se detiene, el Starbucks de acceso directo a Internet y el Internet que le envía los 113 correos electrónicos que recibe cuando llega al trabajo, todos son parte de la infraestructura de la vida cotidiana.
Por supuesto, los elementos específicos de la infraestructura espacial que se necesitarán dependen de cómo procedamos. Primero podríamos construir orbitando depósitos de combustible, o quizás bases en órbita para la construcción de estructuras gigantescas. Las compañías privadas planean construir hoteles en órbita. La industria y los grupos universitarios en los EE. UU. Y China están estudiando satélites de energía solar que podrían proporcionar energía para operaciones en el espacio, así como para usos en la Tierra. Algunos conceptos de misión en el espacio profundo requerirán estaciones de paso para el ensamblaje de buques con destino a Marte y más allá. Las flotas de cohetes reutilizables que SpaceX está construyendo, y pronto ULA y Blue Origin, también forman parte de la infraestructura espacial. Estos son solo algunos ejemplos.
El espacio es una industria tan inmadura que la idea de una infraestructura satisfactoria es relativamente básica. En lugar de la autopista recién pavimentada, tomaremos una carretera de dos carriles. Todavía necesitamos combustible, pero nos conformaremos con la regularidad en lugar de la premium. No se necesitan refrigerios ni bebidas energéticas de cinco horas, solo danos lo esencial para que este esfuerzo prospere. En esencia, necesitamos el equivalente del espacio básico de oficinas, hospitales, hoteles, estaciones de servicio, estaciones de servicio y paradas de camiones en la órbita terrestre y más allá. En la nueva era espacial, si deseamos avanzar más allá del modelo expedicionario de exploración espacial humana (viajes cortos para reconocer otros mundos y luego regresar a casa), una infraestructura robusta será crucial. Si deseamos expandir el alcance de nuestra especie más allá de la Tierra, vivir y trabajar en el espacio, la infraestructura es, después de capacidades de lanzamiento asequibles, el próximo hito crítico en el asentamiento del espacio. Y para Space 2.0, los participantes que construyen esta infraestructura esperan que les devuelva ganancias con el tiempo, críticas para la inversión privada.
La Sociedad Espacial Nacional inició su Cumbre de Asentamiento Espacial en 2017, y ahora es un evento anual. El primer año asistieron varios de los mejores pensadores que imaginaron e implementaron Space 2.0, incluidos empresarios privados, líderes de la NASA, funcionarios militares e individuos de la comunidad inversora. Estaban allí no solo para discutir el espacio asentamientos - puestos de avanzada humanos en el espacio - pero también cuestiones relacionadas con la infraestructura necesaria para habilitar el espacio asentamiento - el desarrollo del espacio en muchas formas, tanto robóticas como humanas, para beneficio global. Los dos están inextricablemente unidos.
Al igual que muchos temas en Space 2.0, puede ser más fácil imaginar los objetivos distantes en lugar de los inmediatos. Queremos depósitos de combustible en el espacio, extracción de recursos para proporcionar ese combustible, fabricación utilizando otros recursos in situ, puestos avanzados, estaciones de paso, comunidades y mucho más. Pero los primeros pasos para lograr estos objetivos son los más molestos.
Los humanos han pasado las últimas seis décadas haciendo lanzamientos expedicionarios al espacio. Hubo esas primeras incursiones en órbita. el salto a la luna . luego casi cincuenta años de orbitar la Tierra, tanto en estaciones como en naves espaciales. Pero nada de esto es infraestructura real. El transbordador espacial solo tenía una reutilización limitada. Incluso la ISS es un paso intermedio y solo se puede usar a través del reabastecimiento continuo desde la Tierra. El objetivo final de la infraestructura espacial es la disponibilidad continua de los activos y recursos necesarios para vivir y trabajar en el espacio, derivados de fuentes basadas en el espacio - agua y materiales de construcción de la luna y los asteroides, por ejemplo.
Una conclusión principal de la Cumbre de Asentamiento Espacial fue que ninguna respuesta única puede habilitar la infraestructura espacial. Hay una variedad de planes e ideas, y debemos recopilar y acordar el mejor subconjunto disponible de ellos y trazar un camino a seguir.
El contratista de la NASA y el ejecutivo de NSS, Bruce Pittman, resumió la importancia de la infraestructura al inicio del proceso: "La idea es iniciar un diálogo sobre cómo trabajar dentro del sistema solar durante los próximos cincuenta años. Tomará más que cohetes, así que ampliemos discusión. Necesitamos hablar sobre la economía del espacio profundo. Sabemos cómo ganar dinero en GEO - órbita geosincrónica de la Tierra - ¿cómo podemos cerrar el caso comercial más allá de esto? "
Esta declaración enmarca una pregunta importante que enfrenta toda la comunidad espacial, pero en particular, los no científicos. Digo esto porque siempre podemos formular una justificación para ir al espacio para Ciencias - La NASA, la ESA y el Roscosmos de Rusia han estado haciendo esto durante décadas. Pero la ciencia espacial siempre ha sido apoyada por el gobierno y los contribuyentes, y no está inherentemente impulsada por las ganancias, aunque Las escisiones del desarrollo tecnológico que produce son tangibles Negocio en el espacio elevará los rendimientos económicos de manera medible. De hecho, solo la industria de las telecomunicaciones ha puesto en órbita muchos miles de millones, pero para mover a la humanidad más profundamente en el espacio y permitir que se quede, es fundamental un modelo de negocio sólido: el término "economía del espacio profundo" lo dice todo.
En las primeras etapas, esto significa utilizar los recursos que son más fáciles de alcanzar de la manera más simple. Agua del suelo lunar y posibles depósitos de hielo. en la Luna, así como el agua en los asteroides, se puede utilizar potencialmente como combustible, agua potable, aire respirable y combustible para cohetes. Los depósitos de hielo marcianos y su atmósfera contienen los componentes necesarios para los mismos productos. El suelo lunar, de asteroides y marciano se puede extraer para crear ladrillos, hormigón y estructuras impresas en 3D. También se puede extraer metal, vidrio y otros elementos de cada uno de estos cuerpos. El trabajo en curso en la ISS y las instalaciones de investigación en todo el mundo ha demostrado que las plantas comestibles se pueden cultivar y producir en condiciones de ingravidez y en otros planetas, con las técnicas adecuadas. Con suficientes reservas de semillas y algunas fuentes mejoradas de nutrición adecuada, los alimentos no deberían presentar un problema importante.
Por lo tanto, si imaginamos un momento en el que hemos permitido el desarrollo de estos suministros básicos, podemos considerar el siguiente paso. Pittman pasó a discutir un futuro en el que estos recursos se hayan extraído y almacenado en depósitos de combustible. "Si tengo un excedente de bienes, puedo comenzar a venderlos a otras personas", explicó. "Así es como se avanza la frontera, y el proceso continúa. Lo que queremos saber ahora es cómo lograr esto al menor costo y con la mayor flexibilidad".
Seamos más específicos sobre lo que esto realmente significa. No es sorprendente que muchas personas inteligentes hayan estado pensando en varias partes de la infraestructura espacial a gran escala durante décadas en la NASA, en las compañías aeroespaciales y en las universidades. Pero la financiación para Space 2.0 es limitada, y las nuevas iniciativas en la escala del programa de aterrizaje lunar Apollo son poco probables. Los costosos transbordadores espaciales apoyados por los contribuyentes son cosa del pasado, y es poco probable que construyamos otra estación espacial de $ 150 mil millones con dólares de impuestos. Los programas de infraestructura en expansión caen en la misma categoría: el financiamiento gubernamental por sí solo no será suficiente. Se debe encontrar un nuevo modelo para facilitar la construcción de esta infraestructura. Si bien la creación de infraestructura temprana dependerá indudablemente de algo de dinero de la NASA, probablemente a través de asociaciones comerciales como los acuerdos comerciales de la NASA para reabastecer a la EEI, la inversión privada finalmente impulsará este proceso.
Un ejemplo de este tipo de asociación fue presentado en la conferencia por George Sowers, ex vicepresidente de la ULA y actualmente profesor en la Escuela de Minas de Colorado. El plan que discutió se llama CisLunar-1000, La iniciativa de ULA de tener 1,000 personas viviendo y trabajando en el espacio para 2045 en una economía autosuficiente. El plan se centra en el remolcador espacial ACES, que quizás recuerde del Capítulo 9. ACES podría usarse para transportar suministros (aire, agua, combustible y más) desde donde se extrae en el espacio hasta donde más se necesita, y luego se almacena en depósitos Algunos de estos depósitos estarán en órbita terrestre, otros cerca de la luna, y algunos eventualmente cerca y en Marte.
"Hay [aproximadamente] diez mil millones de toneladas métricas de agua en los polos lunares. Podemos comenzar con los servicios de reabastecimiento de combustible", dijo Sowers. El agua de las fuentes lunares se convertiría en combustible y luego se almacenaría. "Esta disponibilidad de combustible proporciona rutas comerciales con ACES y XEUS". XEUS es un módulo de aterrizaje lunar robótico que podrá transportar suministros útiles desde la superficie lunar a los depósitos de almacenamiento.
Si bien los empresarios espaciales estudian formas de extraer, transportar y almacenar estos recursos, en última instancia, esto puede resultar demasiado arriesgado incluso para los multimillonarios sin asociaciones gubernamentales. Lori Garver, ex administradora adjunta de la NASA, siente que las asociaciones gubernamentales con la industria privada son una buena manera de alentar el crecimiento del sector. "Soy un gran creyente de la democracia y el capitalismo, y expandirlos al espacio es una idea fabulosa".
Algunos pueden ver una contradicción en los términos aquí: ¿por qué el gobierno y, en última instancia, los contribuyentes financian o cofinancian estos esfuerzos, solo para obtener ganancias de las corporaciones en el futuro? Garver responde a esta pregunta con elegancia: "Como hemos visto en nuestra sociedad capitalista, el gobierno invierte en cosas difíciles, elimina algunos de los riesgos y permite que el sector privado entre y abra nuevos mercados. Esto hará que los vuelos espaciales más competitivo y significa que vamos al espacio como una civilización como una sociedad justa y democrática. Por lo tanto, para mí, un programa espacial del futuro sigue expandiendo la cobertura mientras los sectores privados entran y construyen detrás de él, y a veces saltan un poco adelante, pero de hecho son simbióticos ". Y continúa, cuando las preocupaciones privadas expanden esta infraestructura, los beneficios económicos finalmente regresan a la nación que los financió, como fue el caso de los ferrocarriles en el siglo XIX y las aerolíneas en el siglo XX.
Nuestras experiencias en la Tierra han demostrado que la competencia entre entidades, comerciales o de otro tipo, impulsa la innovación y el crecimiento. La empresa espacial será la misma: la competencia entre empresas, grandes y pequeñas, conducirá a un acceso asequible para llegar, vivir y trabajar en el espacio, y finalmente beneficiará a las economías nacionales y luego a las globales. A pesar de los miles de millones invertidos por personas como Musk y Bezos, el gobierno aún tendrá un papel importante que desempeñar, tanto en los Estados Unidos como a nivel internacional.
La NASA representa la vanguardia de este tipo de asociación público-privada. Ninguna otra agencia espacial nacional se ha enfrentado con el surgimiento de un sector empresarial en los niveles que han ocurrido en los Estados Unidos. Como hemos visto, esto ya ha resultado en colaboraciones innovadoras y gratificantes. Pero hay un punto dulce en la relación entre la NASA, las compañías aeroespaciales tradicionales y los empresarios. Identificar la combinación correcta será uno de los desafíos más profundos para la NASA y para los gobiernos de otras naciones que navegan en el espacio, durante la próxima década o dos.
La implicación es que la NASA continuaría la transición de ser una agencia "manejamos todos los principales esfuerzos de los vuelos espaciales y de la ciencia espacial de los Estados Unidos" a "trabajamos con usted en el espacio haciendo primero las cosas difíciles e invirtiendo en el sector privado para hacer el descanso "organización. La NASA siempre ha contratado a contratistas externos, las compañías aeroespaciales tradicionales, para construir la mayor parte de su hardware espacial. Hasta el siglo XXI, esto se hacía principalmente con contratos de "costo más": a los contratistas se les paga por los gastos que cumplen con el contrato, luego se les paga una suma adicional para permitirles una ganancia.
En la última década, la NASA ha desplazado parte de su adquisición de este modelo hacia lo que se llama "contratación de precio fijo", junto con otros acuerdos similares, para trabajar de manera mejorada con SpaceX y Boeing para volar astronautas a la EEI. El objetivo es compartir riesgos y recompensas, e inducir a los contratistas a invertir más de sus propios recursos en el desarrollo de nueva tecnología espacial. Esto permite a la NASA contratar trabajos de rutina, como operar la ISS, lanzar cohetes y, finalmente, establecer depósitos para combustibles derivados del espacio. Luego, la NASA puede perseguir las misiones más exóticas orientadas a la ciencia y la exploración del espacio profundo, tanto robóticas como tripuladas, con las que ha tenido tanto éxito en el pasado.
La idea de que la NASA debería ayudar a suscribir el desarrollo de la infraestructura espacial con acuerdos de cooperación tiene un amplio apoyo. La pregunta, entonces, es cómo lograr mejor este tipo de colaboración. ¿Cómo sería esa infraestructura dirigida por la NASA? ¿Cómo se gastan los dólares de la NASA en comparación con la inversión privada? ¿Dónde se detienen las misiones de la NASA y comienzan las privadas, emprendedoras? ¿Quién se beneficia y cómo?
Bill Gerstenmaier, administrador asociado de exploración y operaciones humanas de la NASA, sugiere un plan para combinar los activos de la NASA y los de la industria privada. "Si alguien construye un módulo de aterrizaje, tengo la infraestructura. Si tengo una capacidad de habitación, como un Cápsula de Orión, Entonces potencialmente puedo usar el transporte de carga del sector privado hacia y desde una instalación en la luna. Tengo todas las piezas de infraestructura que permitirán a otra persona, por solo el costo de un módulo de aterrizaje, tener una capacidad de superficie lunar. Entonces nos uniríamos a ellos. para ir y venir de la luna. Esto le permite a la NASA ganar más experiencia en la superficie de la luna. Así que no tengo que pagar eso por adelantado; eso está cubierto por los intereses de otra parte que quiere hacer cosas allí. Ese es nuestro enfoque general ".
En este modelo, la NASA suministra las partes de una empresa que ya ha desarrollado, o que tiene sentido que se desarrolle, y la industria privada llena los vacíos bajo las asociaciones cooperativas público-privadas, eventualmente por su propia cuenta. El crecimiento del mercado satelital de comunicaciones proporciona algunos ejemplos útiles aquí. Las primeras versiones volaron en 1958 bajo el patrocinio de la NASA. Luego, en la década de 1960, se enviaron más satélites en órbita, contratados por la NASA y construidos por contratistas privados. En 1962, Telstar fue el primer satélite de comunicación de lanzamiento privado, una empresa conjunta entre AT&T, los Laboratorios Bell, los servicios postales nacionales británicos y franceses, y la NASA. Muchos otros lo han seguido.
Un ejemplo de cómo podría evolucionar esto con respecto a la infraestructura espacial sería que la NASA proporcionara los cohetes para llegar a la luna, mientras que la industria privada proporciona los aterrizadores y la maquinaria de superficie para extraer y procesar recursos allí. Esto es exactamente lo que Blue Origin propone con su módulo de aterrizaje Blue Moon, y la startup de Silicon Valley Moon Express con sus robots de minería lunar. La eventual expansión de tales asociaciones podría ver la extracción de minerales lunares y la construcción de estructuras con material lunar refinado, con ocupantes humanos apoyados por agua y oxígeno extraído por la luna.
Desde 1985, el pionero astronauta Buzz Aldrin ha hablado y escrito ampliamente sobre sus ideas para la infraestructura de transporte espacial. Él imagina naves espaciales que siguen órbitas permanentes entre la Tierra y Marte, para reducir significativamente el costo y la complejidad de enviar grandes cantidades de personas y carga a ese planeta. Estas naves espaciales se llaman Aldrin Cyclers.
El objetivo principal de los conceptos de Aldrin es el asentamiento permanente del espacio por los humanos. Él prevé una progresión lógica de capacidades para mantener a las personas en la luna y luego en Marte, un enclave cada vez más distante habilitado por sus predecesores, comenzando con nuevos laboratorios en órbita terrestre baja. El diseño evolutivo es una característica clave, como lo son el uso de recursos en la luna, la gravedad artificial y una combinación de sistemas de transporte de alta eficiencia y alto empuje. La participación internacional será importante. Estos enfoques permiten una forma robusta y asequible de trasladar personas de la Tierra a Marte: los cicladores. 120
En los diseños de Aldrin, estos cicladores usan la asistencia de gravedad provista por Marte a medida que pasan por el planeta para regresar a la Tierra. Las correcciones periódicas de trayectoria se realizarían mediante un sistema de propulsión, ya sea de motores de cohetes químicos o modernos motores solar-eléctricos, que utilizan la luz solar para impulsar un empuje de menor rendimiento pero de mayor duración. En cualquier caso, la mayor parte del vuelo es un "viaje gratis".
La belleza del concepto de cicladora es que la gran masa del vehículo solo necesita ser lanzada y ensamblada una vez, y luego continúa su viaje interminable entre mundos mientras funcione. Pequeños transbordadores realizarían recorridos desde la Tierra hasta el ciclador, luego desde el ciclador a Marte a medida que el ciclador pasa por sus diversos destinos. Los ciclistas serían capaces de transportar el equipo de soporte vital necesario para mantener a la tripulación. Incluso el blindaje masivo de radiación requerido ya no sería un problema: los materiales de la Tierra, o encontrados en el espacio, solo deben obtenerse una vez, luego volar indefinidamente. Los cicladores más grandes podrían incluir centrifugadoras que proporcionarían un entorno de baja gravedad para la tripulación, lo que los ayudaría a mantener la salud durante un vuelo espacial prolongado. Los ciclistas volarían en pares, uno de ellos en tránsito por la rama de salida, mientras que un segundo paralela a ese curso en reversa, viajando de Marte a la Tierra, al mismo tiempo.
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Mientras infraestructura puede que no sea una palabra emocionante, sin duda es una perspectiva emocionante: el establecimiento de instalaciones de extracción, transporte y almacenamiento de recursos basados en el espacio cerca de la Tierra, la luna y, finalmente, Marte abrirá el sistema solar a los humanos de formas que antes solo se veían en ciencia ficción. Esto resultará no solo en mayores oportunidades para explorar y desarrollar el espacio, sino también en beneficios reales para las personas en el terreno. Cientos de miles de empleos en todo el mundo necesitarán ser cubiertos para apoyar estos esfuerzos, y los retornos de la inversión en el espacio comenzarán a despegar en gran medida una vez que la infraestructura real haya comenzado a reducir los costos y aumentar las oportunidades. Es hora de hacer esto realidad.
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