우리는 이미 지구에서 내려 달이나 소행성에 기지를 건설 할 수 있습니까? 최근 과학 기술 정책국 (Office of Science and Technology Policy) 블로그 게시물에서 강조한 바와 같이 신속하게 수행 할 수있는 한 가지 방법은 사이트의 리소스를 사용하는 것입니다. 그러나 우리는 어떻게 시작합니까? 이 어려운 경제 환경에서 지금 그렇게 할 여유가 있습니까?
우주 잡지는 NASA의 케네디 우주 센터에서 선임 연구 물리학자인 필립 메츠거 (Philip Metzger)와 자신의 웹 사이트와 출판 된 논문에서이 주제를 광범위하게 탐색 한 바있다. 그는 이런 식으로 우주를 행하는 것은 순례자들이 북미를 탐험 한 것과 비슷할 것이라고 주장한다. 3 부로 구성된 시리즈 중 첫 번째 부분에서, 그는 이론적 근거와 그것을 만들기위한 첫 단계를 간략하게 설명합니다.
UT : 달, 화성 또는 소행성에 자원을 사용하는 것이 지구에서 모든 것을 운반하는 것보다 저렴할 것이라고합니다. 동시에, 이러한 추출을 수행 할 기술을 개발하고이 장비를 다른 곳으로 보내는 관점에서 고유 한 시작 비용이 있습니다. 우리는이 두 가지 현실을 어떻게 조정합니까?
PM : 우주 산업은 막대한 투자 회수를하게 될 것이지만 시작하는 데 비용이 많이들 것입니다. 몇 년 전 나는 상업적 이익만으로도 우리 세대 내에서 그것을 충분히 시작할 수있을 것이라고 생각하지 않았기 때문에 좌절했다. 그래서 나는 물었다. 즉각적인 상업적 이익을 얻지 못하는 다른 사람들) 단순히 그것이 가져올 사회적 이익 때문에 그것을 시작하게 하는가? 그렇기 때문에 동료들과 저는“우주 산업과 태양계 문명의 경제적 인 빠른 부트 스트랩”이라는 논문을 썼습니다.
우리는 부트 스트랩 접근 방식을 옹호하고 있는데, 이는 높은 시작 비용 문제를 해결하는 데 도움이되고 인류는 혜택이 빨리 필요하기 때문에 혜택을 신속하게 얻을 수 있기 때문입니다. 부트 스트랩 접근 방식은 다음과 같이 작동합니다. 지구에 모든 하드웨어를 구축하고 제조를 시작할 준비가 된 공간으로 보내는 대신 축소 된 하드웨어 세트를 공간으로 보내서 필요한 것을 조금만 만들 수 있습니다. 우리는 지구에서 나머지 부분을 보내 우주에서 만든 것과 결합 할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 우리는 우주에서 완전한 제조 능력으로 발전 할 때까지이 작업을 계속합니다.
이것이 지구상의 식민지가 결국 고국의 산업과 일치 할 때까지 스스로를 구축 한 방법입니다. 예를 들어 순례자들은 Mayflower에서 유럽 전체 공장을 가져 오지 않았습니다. 이제 미국 산업을 건설하는 데 수백 년이 걸렸지 만 로봇 공학과 고급 제조 및 일부 의도로 우리는 여전히 저렴한 가격으로 훨씬 더 빨리 완성 할 수 있습니다. 우리는이 부트 스트래핑 접근법의 기초적인 모델링을 해왔으며, 이는 우리의 연간 공간 예산의 작은 부분 인 것처럼 보이며 단지 수십 년 안에 산업을 확립 할 수 있습니다.
비용보다 더 중요한 것은 부트 스트랩 방식을 사용하면 바로 시작할 수 있다는 것입니다. 전체 설계 및 개발을 미리 완료 할 필요는 없습니다. 또한 시간이 지남에 따라 비용을 분산시켜 연간 비용이 매우 낮습니다. 그리고 우리가 전략을 발전시킬 수있는 시간을 갖게되고, 우리가 진행하는 동안 무엇이 효과적이고 더 즉각적인 경제적 투자 효과를 가져올 지 알아낼 수 있습니다. 많은 사람들이 우주에서 돈을 돌려받을 수있는 즉각적인 방법을 찾고 있으며, 훌륭한 아이디어가 있으며 이들이 성공할 것이라고 확신합니다. 한 가지 예는 지리 동기 궤도에서 통신 위성에 연료를 공급하는 마이닝 작업을 설정하는 것입니다. 이러한 종류의 활동은 우주에서 산업을 시작하려는 노력에 기여하고 그로부터 이익을 얻을 것이며, 노력의 일부를 지원하기 위해 수익을 창출 할 것입니다.
UT : 달이 운영을 시작하기에 좋은 장소라고 생각하는 이유는 무엇입니까? 거기서 시작해야 할 활동은 무엇입니까? 거기서 태양계의 나머지 부분으로 어떻게 이동합니까?
동료들과 내가 논문을 썼을 때, 우리는 달의 전초 기지를 세우기 위해 NASA의 별자리 프로그램 동안 달에 집중했습니다. 그러나이 우주 산업을 시작하거나 두 가지를 모두 사용하기 위해 지구 근처의 소행성을 사용할 수 있습니다. 어쨌든 우리는 지구와 가까운 우주 산업을 시작해야합니다. 이렇게하면 시작하는 동안 운송 비용을 낮게 유지할 수 있습니다. 또한 무선 통신에서 훨씬 짧은 시간 지연으로 작업 할 수 있으며, 이는 로봇 공학이 충분히 자동화되기 전에 초기 단계에서 중요합니다. 이상적으로 업계는 완전히 자동화됩니다. 우리는 로봇이 인간이 따라갈 길을 준비하기를 원합니다.
그러나 업계를 처음 시작할 때 (예 : 깨진 하드웨어를 수정 또는 문제 해결하거나, 로봇이 아직 할 수없는 복잡한 작업을 수행하기 위해) 사람이 필요하다고 생각한다면 지구 근처에서 시작하는 것이 더욱 중요합니다. 달과 소행성이 모두 산업을 시작하기에 훌륭한 장소라는 것이 밝혀졌습니다. 우리는 이제 풍부한 물, 금속을 정제 할 수있는 미네랄, 플라스틱 제조를위한 탄소 등을 가지고 있음을 알고 있습니다. 두 곳 모두에서 광산을 개발할 계획이있는 회사가 있기 때문에 무엇이 가장 효과적인지 알 수 있습니다.
지구와 가까운 곳에서 산업을 시작해야하는 또 다른 이유는 조기 경제 회수가 가능하기 때문입니다. 결국, 우주선과 급유 창고를 포함한 모든 것이 자율 로봇 기술에 의해 우주에서 만들어지면 산업은 자립적이되며 더 이상 비용을 들이지 않고 우리를 믿어지지 않게 상환 할 것입니다. 그러나 그 시점에 도달하려면 진지한 투자가 필요하며, 무언가를 되 찾으면 더 쉽게 투자 할 수 있습니다. 그렇다면 단기적으로 어떤 종류의 투자 회수가 가능합니까? 나는 우주에서 돈을 버는 방법에 대한 아이디어 목록을 유지하고 있으며, 목록에는 약 19 가지의 아이템이 있습니다. 진지한 아이디어 중 일부는 우주 여행; 탐사 및 과학 임무를 위해 추진제를 NASA에 제조 및 판매; 지구상에서 판매되는 백금과 같은 금속을 반환; 우주에서 다른 활동을위한 예비 부품 제조.
우리가 달 또는 소행성에서 할 초기 작업 중 일부는 저 중력 채굴 기술을 완성하고, regolith에서 태양 전지를 만드는 법을 배우고, 여기에서 "ore"로 간주되지 않는 미네랄에서 유용한 금속을 추출하는 방법을 배우는 것을 포함합니다. 지구에. 이 모든 것이 가능하며 제대로 작동하기 위해서는 적당한 투자가 필요합니다.
우주 산업을 자립하려면 수십 년의 노력이 필요합니다. 우리가 바로 시작해서 꾸준히 일한다면 20 년 정도, 또는 낮은 자금이 있다면 50 년 정도일 것입니다. 그러나 로봇 공학자들이 기대하는만큼 로봇 공학이 발전하면 곧 로봇이 할 수없는 제조 작업이 없을 것입니다. 그 날이 다가오고 우주에 완전한 공급망을 구축하면 하드웨어 세트를 주요 소행성 벨트로 보내서 수십억 배가 넘는 자원이있는 곳에서 채굴 및 제조를 시작하기가 쉽습니다. 우리는 지구상에 있습니다.
그런 다음이 산업은 착륙선을 만들어 도시를 건설하고 결국 지구를 테라포밍 할 수있는 화성 표면으로 장비를 가져갈 수있었습니다. 지역 자원을 사용하여 작업을 수행하고 자신의 복제물을 만들 수있는 기계가있을 때, 젖은 지구에서 생물학적 생명체가 수행 한 건조한 세계에서 동일한 역할을 수행 할 수 있습니다. 그들은 환경을 변화시키고 먹이 사슬이되어 인류가 일하고 살 수있는 곳이 될 것입니다. 나는 이것이 야심적으로 들린다는 것을 알고 있지만, 20-50 년의 기술 성장은 큰 차이를 만들 것입니다. 우리는 로켓 과학이 아닌 제조에 대해서만 이야기하고 있습니다. 그것은 우리가 이미 지구상에서 이미 잘하고있는 것입니다. 미래에 대한 약간의 외삽 법만으로는 미친 생각이 아닙니다.
UT : 이러한 목표를 달성하기 위해 필요한 주요 장비 및 로봇 공학은 무엇입니까?
PM : 그들이 "글로벌 빌리지 건설 세트"라고 부르는 것을 개발하는 흥미로운 오픈 소스 프로젝트가 있습니다. 문명을 다시 시작할 수있는 50 대의 머신입니다. 풍차, 굴착기 및 3D 프린터와 같은 것들이 포함됩니다. 우리가 필요로하는 것은 동등한 "Lunar / Asteroid Village Construction Set"입니다.
NASA는 1980 년 달에 공장에서 자체 부품의 80 %를 구축하는 데 필요한 기계 세트를 결정하기 위해 NASA에 의해 연구를 수행했습니다. 나머지 20 %는 지구에서 지속적으로 공급해야합니다. 우리의 논문에서 우리는 80 % 미만의 폐쇄에서 시작할 수있어보다 저렴하고 오늘날 시작할 수 있다고 주장했지만 시스템은 100 % 폐쇄에 도달 할 때까지 진화해야합니다. 따라서 첫 번째 하드웨어 세트는 조잡한 태양 전지, 금속, 3D 인쇄 금속 부품 및 로켓 추진제를 만들 수 있습니다.
이를 통해 운송 네트워크를 지원할뿐만 아니라 차세대 하드웨어를 대량으로 만들 수 있습니다. 시간이 지남에 따라, 우리는 단지 50 개의 다른 유형의 기계보다 더 광범위한 전체 공급망을 개발하려고합니다. 그러나 우주에 무언가를 놓기 전에 지구의 거친 곳에서 테스트하고 싶을 것이며, 그 과정에서 1 세대에 가장 적합한 기계 세트를 발견 할 것입니다. 아이디어는 우리가 갈 때 배우는 것이므로 즉시 시작할 수 있습니다.
우주 기지 건설에 관한 3 부로 구성된 시리즈 중 첫 번째입니다. 내일 : 돈이 얼마나 듭니까? 내일부터 : 원격 로봇을 똑똑하게 만듭니다.
