Fabryki w kosmosie. Wyścig już się rozpoczął. Ile kosztuje wyniesienie na bliską orbitę Ziemi jednego kilograma ładunku?

Pozyskiwanie materiałów produkcyjnych z kosmosu jest częścią wizji, w której Ziemia staje się przestrzenią mieszkalną i handlową, a większość przemysłu odbywa się w stanie nieważkości.

„To mały krok dla człowieka, ale wielki skok dla ludzkości"

– powiedział Neil Armstrong stawiając pierwszy krok na Księżycu 20 lipca 1969 roku. Od lądowania Amerykanów na Księżycu minęło prawie 50 lat i zdaje się, że w tym czasie ludzkość nie poczyniła kolejnych, równie istotnych kroków w podoju kosmosu. Nie oznacza to wcale, że przez połowę stulecia nic się w tej materii nie działo. Do najważniejszych wydarzeń w rozwoju przemysłu kosmicznego można zaliczyć udane lądowanie rakiety wielokrotnego użytku Falcon 9 stworzonej przez Space X. Pojazdy tego typu to nadzieja na tańsze, częstsze i dostępne na szeroką skalę loty w przestworza. Szerokim echem odbił się również udany start rakiety Falcon Heavy, która nie tylko wyniosła w kosmos Teslę Roadster, lecz przede wszystkim udowodniła, że Space X potrafi wynieść na orbitę ciężki ładunek i zrobić to taniej niż konkurencja.

Firma Elona Muska postawiła przed sobą ambitny cel: stworzenie kolonii na Marsie, co wiąże się z opracowaniem nowych technologii i zgromadzeniem funduszy, które umożliwią to przedsięwzięcie. Już dziś Space X współpracuje z NASA realizując zlecenia amerykańskiej agencji kosmicznej, co stanowi dla firmy spore źródło dochodu. Podobnych kontraktów, związanych z kursami na międzynarodową stację kosmiczną czy wynoszeniem satelitów na orbitę ma być coraz więcej.

Przemysł nie z tej Ziemi

Podczas gdy świat koncentruje swoją uwagę na czerwonej planecie i jej kolonizacji, przemysł kosmiczny równolegle rozwija się w innym, mniej odległym kierunku. Dopiero po głośnym komentarzu twórcy i prezesa zarządu firmy Amazon alternatywna koncepcja doczekała się odpowiedniego rozgłosu. Jeff Bezos, podczas kalifornijskiej konferencji Code, poruszył wiele zagadnień wiązanych z działalnością największego sklepu internetowego świata, jednak nic nie przykuło uwagi dziennikarzy tak, jak jego wypowiedź poświęcona kosmicznej ekspansji. – Dostęp do energii jest ograniczony. W ciągu kilkuset lat będziemy zmuszeni pokryć całą powierzchnię Ziemi panelami słonecznymi. Co należy zrobić w takiej sytuacji? Myślę, że trzeba będzie przenieść w przestrzeń kosmiczną cały ciężki przemysł pozostawiając Ziemię przestrzenią mieszkalną i strefą lekkiego przemysłu – stwierdził Bezos pozostawiając słuchaczy w osłupieniu.

Polacy coraz mocniej rozpychają się w sektorze kosmicznym

Zdaniem założyciela firmy Amazon pozyskiwanie energii słonecznej w kosmosie jest dużo prostsze niż na Ziemi, ponieważ światło słoneczne dostępne jest bez zakłóceń 24 godz. na dobę. Przeniesienie przemysłu ciężkiego w okolice ziemskiej orbity oznacza, że zanieczyszczenia powstające w procesach produkcyjnych przestaną wpływać na atmosferę naszej planety, a największym wyzwaniem stanie się transport gotowych produktów z kosmicznych fabryk na jej powierzchnię.

By sen Jeffa Bezosa stał się rzeczywistością potrzeba nie tylko nowej klasy pojazdów kosmicznych, lecz również maszyn i robotów, które poradzą sobie w stanie nieważkości.

Polska platforma satelitarna staje się faktem
– Rozwiązania, które obecnie rewolucjonizują przemysł, takie jak np. Internet rzeczy czy technologie kognitywne, mają szanse sprawdzić się w przestrzeni kosmicznej, jednak by produkcja w stanie nieważkości ruszyła pełną parą, będziemy potrzebowali innowacyjnych maszyn, przystosowanych do pozaziemskich warunków. Jestem natomiast bardzo ostrożny, co do przenoszenia w kosmos najbardziej szkodliwych dla środowiska gałęzi przemysłu. Zbyt wielkie wrażenie zrobiła na mniej literatura i filmy SF, które przewidywały bunty kolonii pozaziemskich z powodu fatalnych warunków życia – zwraca uwagę Piotr Rojek z DSR, firmy specjalizującej się w nowoczesnych rozwiązaniach IT dla przemysłu. Spytany czy prowadzona przez niego spółka planuje rozszerzyć działalność o technologie kosmiczne odpowiada, że na razie – podobnie, jak konkurencja – skupia się ona na udoskonalaniu technologiach naziemnych.

Pionierzy są już aktywni

Chociaż idea przemysłu pozaziemskiego dla wielu wciąż może się wydawać tematem rodem z dzieł Science Fiction, to firmy na całym świecie zupełnie na poważnie zaczynają podchodzić do planów przemysłowej ekspansji w obszarze kosmicznym. Za pierwszy, lecz wciąż niewielki kroki w stronę kosmicznego przemysłu można uznać projekty firmy Made in Space, która przy pomocy towarowej kapsuły SpaceX Dragon dostarczyła na międzynarodową stację kosmiczną maszynę do produkcji światłowodu. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, kalifornijski startup uruchomi w kosmosie pierwszą w historii produkcję dóbr, którymi z czystym sumieniem będzie można obracać na Ziemi.

– Wierzymy, że jesteśmy blisko czegoś na prawdę niesamowitego. Po raz pierwszy przestrzeń kosmiczna wykorzystana zostanie do celów przemysłowych – powiedział Andrew Rush, CEO w Made In Space.

Podobnego zdania jest Lynn Harper z należącego do NASA Centrum Badawczego imienia Josepha Amesa, który na jednej z konferencji prasowych stwierdził, że możliwości uruchomienia przemysłu w kosmosie jeszcze nigdy nie były tak szerokie. – Produkcja na dużą skalę mogłaby zostać przetestowana i udoskonalona na ISS (ang. International Space Station), a następnie wdrożona na wielu komercyjnych nośnikach, które pojawią się w przyszłości – zauważył Harper.

Fabryki w kosmosie mogłyby czerpać korzyści z takich warunków, jak mikrograwitacja i próżnia. Ta druga, w przypadku produkcji wysokiej jakości światłowodu odgrywa istotną rolę. – W materiałach tej klasy grawitacja powoduje mikrokrystalizację, która pozbawia ich korzystnych właściwości – powiedział Justin Kugler, New Nusiness Development Manager w Made In Space. Wysokiej jakości światłowód „ZBLAN” kosztuje nawet 2 miliony dolarów za kilogram. Taka cena sprawia, że wytwarzanie go w przestworzach opłaca się nawet przy współczesnych środkach kosmicznego transportu.

Już w 1973 r. dyrektor General Electric zeznał przed kongresem Stanów Zjednoczonych, że jego firma zidentyfikowała sfery przemysłu kosmicznego, które do roku 1980 mogły stworzyć rynek wart ponad 2 miliardy dolarów. Tak się jednak nie stało, a przyczynę porażki Lynn Harper dopatruje w rzadkich i drogich lotach wahadłowców. Jego zdaniem międzynarodowa stacja kosmiczna zmieniła sytuację na lepszą, a ciągła obecność załogi sprzyja testowaniu rozwiązań, które w przyszłości mogą zrewolucjonizować przemysł. Z kolei, komercyjne, handlowe pojazdy towarowe zapewniają częstszy i tańszy dostęp do umieszczonej na orbicie bazy niż mogły zaoferować przestarzałe wahadłowce. To kolejny czynnik przemawiający za tezą, według której dla kosmicznego przemysłu rozpoczyna się właśnie nowy, chwalebny rozdział.

Dr Grzegorz Brona, prezes polskiej spółki Creotech Instruments S.A., lidera krajowego sektora kosmicznego, którego produkty trafiły już na orbitę Marsa, zwraca jednak uwagę na to, że powszechne wyobrażenia o gospodarczym użytkowaniu kosmicznych zasobów przeważnie obarczone jest błędem. Jest on zakorzeniony w braku wiedzy, gdzie dzisiaj w tego typu przedsięwzięciach pojawią się największe wydatki.

Ile kosztuje wyniesienie na bliską orbitę Ziemi jednego kilograma ładunku?

- Obecnie koszt wyniesienia na bliską orbitę Ziemi jednego kilograma ładunku to nawet kilkanaście tysięcy dolarów. Koszt potencjalnego bezpiecznego sprowadzenia czegoś z kosmosu na Ziemie wcale nie jest niższy. W przewidywalnej przyszłości trudno więc liczyć na to, że wytwarzanie czegokolwiek w przestrzeni kosmicznej na dużą skalę i sprowadzanie tego na Ziemie, może być opłacalne. Żeby tak się stało potrzebny nam prawdziwy technologiczny przełom, który te potworne koszty znacznie obniży. Nie oznacza to jednak, że przemysł pozaziemski nie ma już dziś racji bytu. Wręcz przeciwnie! – przekonuje Brona.

Zdaniem eksperta pozyskiwanie surowców w przestrzeni kosmicznej jest jak najbardziej uzasadnione, jeśli na poważnie myślimy o podboju kosmosu. – Budowa stałych baz na Księżycu lub Marsie może okazać się finansowo nie do udźwignięcia dla nawet najpotężniejszego państwa, jeśli mamy zamiar transportować tam z Ziemi wszystkie materiały konieczne do budowy. W bardziej realnym scenariuszu przetransportujemy tam to, co konieczne, żeby na miejscu pozyskiwać surowce potrzebne do budowy i funkcjonowania takich placówek. Te lokalne materiały będą na miejscu przetwarzane i wykorzystywane do budowy i zasilania baz – dodaje Brona.

Praca jak przygoda. Poszukiwani pracownicy do podboju kosmosu

Pod koniec swojej drugiej kadencji w białym domu Barack Obama złożył podpis pod ustawą, która pozwala prywatnym podmiotom na posiadanie, transport, wykorzystanie i sprzedaż pozaziemskich zasobów. Problem polega na tym, że wprowadzenie nowego prawa w życie narusza traktat o przestrzeni kosmicznej.

– Prywatne przedsiębiorstwa pozyskiwałyby licencję na wydobycia w sądzie krajowym. Wydawane w ten sposób suwerenne wyroki naruszają traktat. Nie wiemy, jak się to skończy, dopóki sprawa nie otrze się o sąd – zauważa dr Chris Newman z Uniwersytetu w Sunderland.

Źródło: Marcel Płoszczyński, Account Executive