(이미지 : © NASA)
Rod Pyle은 우주 작가, 기자 및 역사가로서 7 개 언어로 출판 된 주요 출판사의 우주 역사, 탐사 및 개발에 관한 13 권의 책을 저술했습니다. 그는 National Space Society의 분기 별 출판물 인 Ad Astra 잡지의 수석 편집자이며 그의 기사는 Space.com, Live Science, Futurity, Huffington Post 및 Wired에 자주 게재되었습니다.
그의 최신 책에서 "우주 2.0"(2 월 26 일) Pyle은 우주 탐사, 자원 추출 및 정착에 대해 다음에 어떤 일이 있을지 내부를 살펴 봅니다. 14 장"우주 트럭 정지 "에서 발췌 한 내용은 인프라가 인간 확장에 어떻게 중요한지를 논의합니다. 지구 너머.
발췌 내용을 읽으십시오.
하부 구조 매우 흥미로운 단어가 아닙니다. 광고 경영진의 우선 순위 측면에서 로켓 발사 또는 화성의 첫 부츠의 플래시와 현혹은 전혀 없습니다. 그러나 우주 비행의 새로운 시대와 발생하는 새로운 상업적 기회에 대해 논의 할 때 모든 것이 중요합니다. 인프라는 공간의 개발 및 정착을 저렴하고 일상적으로 만들 것입니다. 진일보 한 진로입니다. 그것이 우주 무역에 종사하는 많은 사람들이 그러한 열정으로 그것에 대해 이야기하는 이유입니다. 인프라가 가장 중요합니다.
그래서 무엇입니까 우주 인프라, 바로 그거죠? 아마도 은유가 필요하다. 우주 인프라는 현대 사회에서 일상을 살 수있는 서비스와 매우 유사합니다. 아침에 일어 났을 때 인프라의 일부인 전기 전원 인 전등 스위치를 뒤집습니다. 샤워를하다? 배관 수는 인프라입니다. 차에서 차를 타고 출근해서 출근합니까? 도로와 고속도로는 인프라입니다. 당신은 아이디어를 얻습니다. 당신이 멈춘 가스, 드라이브 스루 스타 벅스, 그리고 직장에 도착했을 때 113 개의 이메일을 보내는 인터넷 – 모두 일상 생활 인프라의 일부입니다.
물론 필요한 우주 인프라의 특정 요소는 진행 방법에 따라 다릅니다. 먼저 구성 할 수 있습니다 선회 연료 저장소또는 거대한 구조물의 건설을위한 선회 기지. 민간 회사는 궤도 호텔을 건설 할 계획입니다. 미국과 중국의 산업계와 대학 그룹은 우주에서의 작업뿐만 아니라 지구에서의 사용을위한 에너지를 제공 할 수있는 태양 광 위성을 연구하고 있습니다. 일부 우주 임무 개념에는 화성 이상으로 향하는 선박 조립 스테이션이 필요합니다. SpaceX가 개발 한 재사용 가능한 로켓, 곧 ULA 및 Blue Origin도 우주 인프라의 일부입니다. 이것들은 몇 가지 예일뿐입니다.
공간은 미숙 한 산업이며 만족스러운 인프라라는 아이디어는 비교적 기본입니다. 새로 포장 된 고속도로 대신 2 차선 고속도로를 타십시오. 우리는 여전히 연료가 필요하지만 보험료 대신 정기적으로 정착합니다. 간식이나 5 시간의 에너지 음료가 필요하지 않습니다.이 노력이 번창 할 수 있도록 필수 요소를 제공하십시오. 본질적으로, 우리는 지구 궤도와 그 밖의 기본 사무실 공간, 병원, 호텔, 주유소, 철로 및 트럭 정류장과 동등한 것이 필요합니다. 새로운 우주 시대에, 우리가 인간 세계 탐험의 탐험 모델 (다른 세계를 정찰하기위한 짧은 여행과 귀국)을 계속하려면 강력한 인프라가 중요 할 것입니다. 우리가 지구를 넘어 우리 종의 범위를 넓히고 우주에서 살고 일하기를 원한다면 저렴한 발사 기능을 갖춘 인프라가 우주 정착의 다음 중요한 이정표입니다. Space 2.0의 경우이 인프라를 구축하는 참가자는 개인 투자에 중요한 시간이 지남에 따라 수익을 돌려주기를 바랍니다.
National Space Society는 2017 년에 Space Settlement Summit을 시작했으며 지금은 연례 행사입니다. 첫 해에는 개인 기업가, NASA 내 지도자, 군 공무원 및 투자 커뮤니티의 개인을 포함하여 Space 2.0을 상상하고 구현 한 많은 최고의 사상가들이 참석했습니다. 그들은 단지 공간을 논의하기 위해 거기에 없었다 합의 -우주의 인간 전초 기지-또한 우주를 가능하게하는 데 필요한 인프라와 관련된 문제 정착 — 로봇과 인간의 다양한 형태로 공간을 개발하여 글로벌 이익을 얻습니다. 두 사람은 불가분의 관계에 있습니다.
Space 2.0의 많은 주제와 마찬가지로 즉각적인 목표보다는 먼 목표를 구상하는 것이 더 쉬울 수 있습니다. 우리는 우주에 연료 저장소, 그 연료를 제공하기위한 자원 추출, 다른 현장 자원을 이용한 제조, 전초 기지, 역, 커뮤니티 등을 원합니다. 그러나 이러한 목표를 달성하기위한 첫 단계는 가장 까다 롭습니다.
인간은 지난 60 년 동안 우주로 탐험대를 만들었습니다. 궤도에 처음 진입 한 곳이있었습니다. 달로의 도약 . 그 후 거의 50 년 동안 지구와 궤도에서 지구와 궤도를 돌았 다. 그러나이 중 어느 것도 실제 인프라가 아닙니다. 우주 왕복선은 재사용 성이 제한적이었습니다. ISS조차도 중간 단계이며 지구로부터의 지속적인 재 공급을 통해서만 사용할 수 있습니다. 우주 인프라의 궁극적 인 목표는 우주에서 살고 일하기 위해 필요한 자산과 자원의 지속적인 가용성입니다. 우주 기반 소스 -달과 소행성의 물과 건축 자재.
Space Settlement Summit에서 한 가지 주요 조치는 단일 응답으로 공간 인프라를 활성화 할 수 없다는 것입니다. 다양한 계획과 아이디어가 있으며, 우리는 그 중에서 가장 유용한 부분을 수집하고 동의해야하며 앞으로 나아가 야합니다.
NASA의 계약자이자 NSS의 Bruce Pittman은 초기 단계에서 인프라의 중요성을 다음과 같이 요약했습니다. "이 아이디어는 향후 50 년 동안 태양계 내에서 작업하는 방법에 관한 대화를 시작하는 것입니다. 로켓보다 더 많은 시간이 소요될 것입니다. 우리는 우주 경제에 대해 이야기 할 필요가 있습니다. GEO (지리 동기 지구 궤도)에서 돈을 버는 방법을 알고 있습니다.이를 넘어서 비즈니스 사례를 어떻게 마무리 할 수 있습니까? "
이 진술은 전체 우주 공동체, 특히 비 과학자들이 직면 한 중요한 질문을 구성했다. 우리는 항상 우주로 들어가는 근거를 공식화 할 수 있기 때문에 이것을 말합니다 과학 — NASA, ESA 및 러시아 Roscosmos는 수십 년 동안이를 해왔습니다. 그러나 우주 과학은 항상 정부와 납세자에 의해 지원되어 왔지만 본질적으로 이익 중심이 아닙니다. 기술 개발의 분사 유형적입니다. 사업 우주에서 경제 수익률은 상당히 높아질 것입니다. 실제로, 통신 산업만으로도 수십억 개의 궤도를 만들었지 만, 인류를 우주로 더 깊숙이 이동시키고 머물 수있게하려면 견실 한 비즈니스 모델이 중요합니다.
초기 단계에서 이는 가장 간단한 방법으로 가장 쉽게 접근 할 수있는 리소스를 사용함을 의미합니다. 달 토양으로부터의 물 및 가능한 얼음 침전물 달에소행성 물뿐만 아니라 연료, 식수, 통기성 공기 및 로켓 연료에도 사용될 수있다. 화성 얼음 침전물과 그 대기에는 동일한 상품에 필요한 성분이 포함되어 있습니다. 음력, 소행성 및 화성 토양을 모두 채굴하여 벽돌, 콘크리트 및 3D 인쇄 구조물을 만들 수 있습니다. 이 몸체들 각각으로부터 금속, 유리 및 다른 요소들이 추출 될 수있다. 전 세계 ISS 및 연구 시설에서 진행중인 연구에 따르면 식용 식물은 적절한 기술을 사용하여 무중력 조건과 다른 행성에서 재배 및 생산할 수 있음이 입증되었습니다. 충분한 양의 씨앗을 섭취하고 적절한 영양 공급원을 강화하면 음식에는 큰 문제가되지 않습니다.
따라서 이러한 기본 공급품을 개발할 수있는 시간을 구상하면 다음 단계를 고려할 수 있습니다. Pittman은 이러한 자원이 추출되어 연료 저장소에 저장되어있는 미래에 대해 논의했습니다. "잉여 상품이 있다면 다른 사람들에게 판매를 시작할 수있다"고 설명했다. "이것이 당신의 개척을 앞당기는 방법이며 프로세스는 계속됩니다. 우리가 지금 알고 싶은 것은 가장 낮은 비용과 유연성으로 이것을 달성하는 방법입니다."
이것이 실제로 무엇을 의미하는지 좀 더 구체적으로합시다. 당연히 많은 똑똑한 사람들이 NASA, 항공 우주 회사 및 대학에서 수십 년 동안 대규모 우주 인프라의 다양한 부분에 대해 생각하고 있습니다. 그러나 Space 2.0에 대한 자금은 제한되어 있으며 아폴로 달 착륙 프로그램 규모의 새로운 이니셔티브는 거의 없습니다. 고가의 납세자 지원 우주 왕복선은 과거의 일이며, 우리는 세금으로 1,500 억 달러의 우주 정거장을 건설 할 것 같지 않습니다. 광범위한 인프라 프로그램은 같은 범주에 속합니다. 정부 자금만으로는 충분하지 않습니다. 이 인프라를 쉽게 구축 할 수있는 새로운 모델을 찾아야합니다. 초기 인프라를 만드는 것은 NASA의 ISS 재 공급 계약과 같은 비즈니스 파트너십을 통해 NASA 자금에 의존 할 것이지만, 민간 투자는 궁극적으로이 프로세스를 추진할 것입니다.
이러한 종류의 파트너십의 예는 전 ULA 부사장이자 현재 콜로라도 스쿨 학교 교수 인 조지 소 워스 (George Sowers)의 회의에서 발표되었습니다. 그가 논의한 계획은 CisLunar-1000, 2045 년까지 자립 경제에서 1,000 명의 사람들이 우주에서 생활하고 일할 수 있도록하는 ULA의 이니셔티브. 이 계획은 9 장에서 기억할 수있는 ACES 공간 잡아 당김을 중심으로합니다. ACES는 항공, 물, 연료 등 공급품을 우주 어디에서나 가장 필요한 곳으로 운반 한 다음 저장하는 데 사용할 수 있습니다. 창고에서. 이 저장소 중 일부는 지구 궤도에 있고, 다른 일부는 달 옆에 있으며, 일부는 화성 근처에 있습니다.
Sowers는“음력에는 약 100 억 톤의 물이있다. 우리는 급유 서비스를 시작할 수있다”고 말했다. 음력 원의 물은 연료로 만들어져 저장됩니다. "이 연료 가용성은 ACES 및 XEUS를 사용하는 무역 경로를 제공합니다." XEUS는 달 표면에서 저장 창고로 유용한 용품을 운반 할 수있는 로봇 식 달 착륙선입니다.
우주 기업가는 이러한 자원을 추출, 운송 및 저장하는 방법을 연구하지만 궁극적으로 정부 파트너십이없는 억만 장자에게는 너무 위험 할 수 있습니다. NASA의 전 부국장 인 Lori Garver는 민간 산업과의 정부 파트너십이 부문 성장을 장려하는 좋은 방법이라고 생각합니다. "저는 민주주의와 자본주의를 믿으며 우주로 확장하는 것은 훌륭한 아이디어입니다."
정부와 궁극적으로 납세자들이 미래에 기업 이익을 가져 오기 위해 이러한 노력에 자금을 지원하거나 공동 자금을 지원해야하는 이유는 무엇입니까? Garver는이 질문에 우아하게 대답합니다. "우리는 자본주의 사회에서 볼 수 있듯이 정부는 어려운 일에 투자하고 일부 위험을 배제하며 민간 부문이 새로운 시장으로 진출하고 개방 할 수있게합니다. 경쟁이 치열하고 우리가 공평하고 민주적 인 사회로서 문명으로 공간을 차지한다는 것을 의미합니다. 그래서 저에게 미래의 우주 프로그램은 민간 부문이 들어오고 그 뒤에 건설하는 동안 봉투를 계속 확장하고 때로는 조금 뛰어 넘습니다. 하지만 실제로 공생 적입니다. " 그리고 그녀는 사적인 관심사가이 인프라를 확장 할 때 19 세기 철도와 20 세기 항공사의 경우와 마찬가지로 경제적 이익이 궁극적으로 그들에게 자금을 지원 한 국가로 돌아옵니다.
지구에서의 우리의 경험은 상업적 또는 기타 엔티티 간의 경쟁이 혁신과 성장을 주도한다는 것을 보여주었습니다. 우주 기업은 동일 할 것입니다. 대기업과 소규모 기업 간의 경쟁은 우주에서 도달하고 생활하며 일할 수있는 경제적 인 접근을 가능하게하며 궁극적으로 국가 경제, 그 이후 세계 경제에 혜택을 줄 것입니다. 머스크와 베조스 같은 사람들이 투자 한 수십억 달러에도 불구하고 정부는 여전히 미국과 국제적으로 큰 역할을 할 것입니다.
NASA는 이러한 종류의 공공-민간 파트너십의 최전선을 대표합니다. 미국에서 발생한 수준에서 기업가 부문의 부상에 직면 한 다른 국가 우주 기관은 없습니다. 우리가 본 바와 같이, 이것은 이미 혁신적이고 보람있는 협력을 초래했습니다. 그러나 NASA, 전통적인 항공 우주 회사 및 기업가 사이의 관계에는 좋은 곳이 있습니다. 올바른 조화를 찾는 것은 NASA와 다른 우주국의 정부에게 향후 10 년 또는 2 년 동안 가장 심각한 도전 중 하나가 될 것입니다.
NASA는 "우리는 미국의 모든 주요 우주 과학 및 우주 비행 시도를 처리합니다"대행사에서 "우리는 어려운 일을 먼저하고 민간 부문에 투자함으로써 우주에서 당신과 함께 일합니다. 휴식 "조직. NASA는 대부분의 우주 하드웨어를 구축하기 위해 외부 계약자, 즉 전통적인 항공 우주 회사를 고용했습니다. 21 세기까지, 이것은 주로 "비용 플러스"계약으로 이루어졌습니다. 계약자는 계약 이행에 대한 비용을 지불 한 다음 이익을 얻기 위해 추가 금액을 지불했습니다.
지난 10 년 동안, NASA는이 모델에서 다른 고정 계약과 함께 "고정 가격 계약"으로 이동하여 SpaceX 및 Boeing과 함께 우주 비행사를 ISS로 비행하는 개선 된 방식으로 작업했습니다. 목표는 위험과 보상을 공유하고 계약자가 새로운 우주 기술 개발에 더 많은 자원을 투자하도록 유도하는 것입니다. 이를 통해 NASA는 ISS 운영, 로켓 발사, 궁극적으로 우주에서 파생 된 연료의 저장고 설치와 같은 일상적인 작업을 계약 할 수 있습니다. 그러면 NASA는 로봇과 승무원 모두 더 이국적인 과학과 탐사 지향의 우주 우주 임무를 추구 할 수있었습니다.
NASA가 협력 계약을 통해 우주 인프라 개발을 인수하는 데 도움이되어야한다는 생각은 폭넓게 지원됩니다. 그렇다면 이런 종류의 협업을 가장 잘 수행하는 방법이 문제입니다. 이러한 NASA 주도 인프라는 어떤 모습입니까? NASA의 비용은 어떻게 개인 투자에 사용됩니까? NASA 미션은 어디에서 멈추고 민간 기업가 미션은 시작됩니까? 누가 혜택과 방법?
NASA의 인간 탐사 및 운영 담당 부사장 인 Bill Gerstenmaier는 NASA 자산과 민간 산업의 자산을 혼합하는 계획을 제안합니다. "누군가 착륙선을 건설 할 계획이라면 인프라가 설치되어 있습니다. 오리온 캡슐그런 다음 달의 시설을 오가는 민간 부문화물 운송을 이용할 수 있습니다. 착륙 비용으로 다른 사람이 달 표면 능력을 가질 수 있도록하는 모든 인프라 조각이 있습니다. 그런 다음 우리는 그들과 팀을 이룰 것입니다. 달을 오가는 이를 통해 NASA는 달 표면에서 더 많은 경험을 얻을 수 있습니다. 그래서 나는 그 선불을 선결제 할 필요가 없습니다. 그것은 그곳에서 일을하고 싶어하는 다른 당사자의 이익으로 덮여 있습니다. 이것이 우리의 일반적인 접근법입니다. "
이 모델에서 NASA는 이미 개발했거나 개발하기에 합당한 벤처의 일부를 공급하며 민간 산업은 협동 공공-민간 파트너십의 격차를 극복하고 결국 자체적으로 소멸합니다. 통신 위성 시장의 성장은 여기에 몇 가지 유용한 예를 제공합니다. 초기 버전은 1958 년 NASA 후원하에 날아 갔다. 그런 다음 1960 년대에 더 많은 위성이 궤도로 보내졌으며 NASA와 계약을 맺고 민간 계약자가 건설했습니다. 1962 년 Telstar는 AT & T, Bell Laboratories, 영국 및 프랑스 국가 우편 서비스 및 NASA 간의 공동 벤처인 최초의 개인용 통신 위성이었습니다. 많은 사람들이 따라 갔다.
우주 인프라와 관련하여 이것이 어떻게 진화 할 수 있는지에 대한 예는 NASA가 달에 로켓을 제공하는 반면, 민간 산업은 채굴 및 처리 자원을위한 착륙선 및 지상 기계를 제공합니다. 이것이 Blue Moon 착륙선과 Blue Valley 착륙 장치 Moon Moon Express와 달 채굴 로봇을 사용하여 Blue Origin이 제안하는 것입니다. 이러한 파트너십의 궁극적 인 확장은 달의 광업과 달의 물과 산소에 의해 지원되는 사람의 거주자와 함께 세련된 음력의 재료로 구조물의 건설을 볼 수 있습니다.
1985 년 이래로 선구적인 우주 비행사 인 버즈 알 드린 (Buzz Aldrin)은 우주 운송 인프라에 대한 그의 아이디어에 대해 널리 이야기하고 글을 썼습니다. 그는 지구와 화성 사이에서 영구적 인 궤도를 따라가는 우주선을 구상하여 많은 수의 사람들과화물을 해당 행성으로 보내는 비용과 복잡성을 크게 줄입니다. 이 우주선을 Aldrin Cyclers라고합니다.
Aldrin 개념의 주요 목표는 인간에 의한 공간의 영구적 인 정착입니다. 그는 지구 궤도를 낮춘 새로운 실험실에서 시작하여 달의 사람들을 유지하고 화성, 전임자들에 의해 점점 더 먼 거리를 유지하는 능력의 논리적 진보를 예견합니다. 혁신적인 디자인은 달의 자원 사용, 인공 중력, 고효율 및 고추 력 운송 시스템의 조합과 같이 주요 기능입니다. 국제 참여가 중요합니다. 이러한 접근 방식은 지구에서 화성으로 사람들을 이동시키는 강력하고 저렴한 방법입니다. 120
Aldrin의 설계에서 이러한 사이 클러는 화성에서 제공하는 중력 보조 장치를 사용하여 행성을지나 지구로 돌아옵니다. 주기적인 궤적 보정은 화학 로켓 엔진 또는 현대 태양 광 엔진에서 추진력 시스템을 통해 제공되며, 태양 광을 사용하여 출력은 낮지 만 지속 시간은 더 오래 지속됩니다. 두 경우 모두 대부분의 항공편은 "무료 탑승"입니다.
자전거 타는 사람의 개념의 아름다움은 대량의 차량이 한 번만 발사되고 조립되면된다는 것입니다. 그리고 그것이 작동하는 한 세계 간의 끝없는 여행을 계속합니다. 작은 셔틀은 지구에서 사이 클러로, 사이 클러가 다양한 목적지를지나면서 사이 클러에서 화성으로 운행합니다. 자전거 타는 사람은 승무원을 유지하는 데 필요한 생명 유지 장비를 운반 할 수 있습니다. 필요한 대규모 방사선 차폐조차도 더 이상 문제가되지 않습니다. 지구의 물질이나 우주에서 발견 된 물질은 한 번만 공급 한 다음 무기한으로 비행하면됩니다. 더 큰 사이 클러에는 승무원에게 저 중력 환경을 제공하는 원심 분리기가 포함될 수 있으며, 이는 우주 비행 기간 동안 건강을 유지하는 데 도움이됩니다. 자전거 타는 사람은 쌍으로 비행하고, 하나는 아웃 바운드 레그를 통과하고, 다른 하나는 코스를 반대로 평행 화하여 화성에서 지구로 동시에 이동합니다.
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동안 하부 구조 지구, 달, 그리고 마지막에 우주 기반 자원 추출, 운송 및 저장 시설의 설립은 화성에서 이전에 볼 수 있었던 방식으로 인간에게 태양계를 개방 할 것입니다. 공상 과학 소설. 이를 통해 우주를 탐험하고 개발할 수있는 기회가 확대 될뿐만 아니라 지상에있는 사람들에게 실질적인 혜택을 줄 수 있습니다. 이러한 노력을 지원하기 위해 전 세계 수십만 개의 일자리를 채워야하며, 실제 인프라가 비용을 낮추고 기회를 늘리기 시작하면 우주 투자 수익은 크게 증가 할 것입니다. 이것을 현실로 만들 시간입니다.
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