ดังนั้นเราสามารถออกจากโลกไปแล้วและเริ่มสร้างฐานบนดวงจันทร์หรือดาวเคราะห์น้อยได้หรือไม่? ดังที่ไฮไลต์ไว้ในโพสต์บล็อกนโยบายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของสำนักงานเมื่อเร็ว ๆ นี้วิธีหนึ่งที่ทำได้อย่างรวดเร็วอาจเป็นการใช้ทรัพยากรบนไซต์ แต่เราจะเริ่มได้อย่างไร เราสามารถที่จะทำตอนนี้ในภาวะเศรษฐกิจที่ยากลำบากนี้หรือไม่?
นิตยสาร Space ได้พูดคุยกับ Philip Metzger อดีตนักฟิสิกส์อาวุโสด้านการวิจัยที่ Kennedy Space Center ของ NASA ซึ่งได้สำรวจเรื่องนี้อย่างกว้างขวางในเว็บไซต์ของเขาและในเอกสารเผยแพร่ เขาระบุว่าการทำพื้นที่ด้วยวิธีนี้จะคล้ายกับที่ผู้แสวงบุญสำรวจทวีปอเมริกาเหนือ ในตอนแรกของซีรีส์สามส่วนเขาสรุปเหตุผลและขั้นตอนแรกในการทำให้มันอยู่ที่นั่น
UT: มีการกล่าวกันว่าการใช้ทรัพยากรบนดวงจันทร์ดาวอังคารหรือดาวเคราะห์น้อยจะมีราคาถูกกว่าการขนส่งทุกสิ่งจากโลก ในเวลาเดียวกันมีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นโดยธรรมชาติในแง่ของการพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อทำการสกัดนี้และส่งอุปกรณ์นี้ไปที่นั่นเหนือสิ่งอื่นใด เราจะกระทบยอดความเป็นจริงทั้งสองนี้ได้อย่างไร
PM: อุตสาหกรรมอวกาศจะได้รับผลตอบแทนมหาศาล แต่มันจะมีค่าใช้จ่ายสูงในการเริ่มต้น หลายปีที่ผ่านมาฉันรู้สึกหงุดหงิดเพราะฉันไม่คิดว่าผลประโยชน์เชิงพาณิชย์เพียงอย่างเดียวจะเพียงพอที่จะเริ่มต้นอย่างเต็มที่ในยุคของเราดังนั้นฉันจึงถามคำถามเราจะหาวิธีที่ประหยัดสำหรับรัฐบาลของโลก (หรือผู้ใจบุญหรือ คนอื่น ๆ ที่อาจไม่มีผลประโยชน์เชิงพาณิชย์ในทันที) เพื่อเริ่มต้นเพียงเพราะผลประโยชน์ทางสังคมที่จะเกิดขึ้น? นั่นเป็นสาเหตุที่เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันเขียนบทความ“ การเริ่มต้นอย่างรวดเร็วในราคาที่ไม่แพงของอุตสาหกรรมอวกาศและอารยธรรมของระบบสุริยะ”
เราสนับสนุนวิธีการบูตสแตรปเพราะมันช่วยแก้ปัญหาต้นทุนการเริ่มต้นที่สูงและช่วยให้มนุษยชาติเริ่มเก็บเกี่ยวผลประโยชน์ได้อย่างรวดเร็วเนื่องจากเราต้องการพวกเขาอย่างรวดเร็ว วิธีการบูตสแตรปปิ้งใช้งานได้เช่นนี้: แทนที่จะสร้างฮาร์ดแวร์ทั้งหมดบนโลกและส่งไปยังอวกาศพร้อมที่จะเริ่มการผลิตสิ่งต่าง ๆ เราสามารถส่งชุดฮาร์ดแวร์ที่ลดลงสู่อวกาศและสร้างสิ่งที่เราต้องการเพียงเล็กน้อย เราสามารถส่งชิ้นส่วนที่เหลือจากโลกและรวมกับสิ่งที่เราทำในพื้นที่ เมื่อเวลาผ่านไปเราจะทำเช่นนี้จนกว่าเราจะพัฒนาความสามารถในการผลิตเต็มรูปแบบในพื้นที่
นี่คือวิธีที่อาณานิคมบนโลกสร้างตัวเองจนกระทั่งในที่สุดพวกเขาสามารถจับคู่กับอุตสาหกรรมของบ้านเกิดเมืองนอน ตัวอย่างเช่นผู้แสวงบุญไม่ได้นำโรงงานทั้งหมดจากยุโรปมาที่เมย์ฟลาวเวอร์ ตอนนี้ใช้เวลาหลายร้อยปีในการสร้างอุตสาหกรรมอเมริกัน แต่ด้วยวิทยาการหุ่นยนต์และการผลิตขั้นสูงและด้วยความตั้งใจบางอย่างเราสามารถทำให้เสร็จได้เร็วขึ้นในราคาที่เหมาะสม เราได้สร้างแบบจำลองพื้นฐานของวิธีการบูตสแตรปนี้และดูเหมือนว่ามันจะเป็นส่วนเล็ก ๆ ของงบประมาณพื้นที่ประจำปีของเราและมันสามารถสร้างอุตสาหกรรมภายในไม่กี่ทศวรรษ
สิ่งที่ฉันคิดว่าสำคัญกว่าค่าใช้จ่ายคือด้วยวิธีการบูตสแตรปปิ้งเราสามารถเริ่มต้นได้ทันที เราไม่จำเป็นต้องทำให้การออกแบบและพัฒนาทั้งหมดเสร็จสมบูรณ์ นอกจากนี้ยังกระจายต้นทุนเมื่อเวลาผ่านไปดังนั้นค่าใช้จ่ายประจำปีจึงต่ำมาก และมันช่วยให้เรามีเวลาในการพัฒนากลยุทธ์ของเราเพื่อค้นหาว่าอะไรทำงานได้ดีและอะไรจะมีผลตอบแทนทางเศรษฐกิจที่มากกว่าในทันทีเมื่อเราไปพร้อมกัน หลายคนกำลังมองหาวิธีการทันทีเพื่อให้ได้ผลตอบแทนในอวกาศและมีความคิดที่ดีและฉันมั่นใจว่าพวกเขาจะประสบความสำเร็จ ตัวอย่างหนึ่งคือการตั้งค่าการดำเนินการขุดที่ refuels ดาวเทียมสื่อสารในวงโคจร geosynchronous กิจกรรมประเภทนี้จะช่วยและจะได้รับประโยชน์จากความพยายามในการเริ่มต้นอุตสาหกรรมในอวกาศและพวกเขาจะสร้างรายได้เพื่อนำเงินทุนส่วนหนึ่งของความพยายาม
UT: ทำไมคุณถึงรู้สึกว่าดวงจันทร์เป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการเริ่มปฏิบัติการ? จะมีกิจกรรมอะไรเริ่มต้นด้วย? เราจะย้ายจากที่นั่นไปยังส่วนที่เหลือของระบบสุริยะได้อย่างไร
เมื่อเพื่อนร่วมงานของฉันและฉันเขียนบทความเราก็มุ่งความสนใจไปที่ดวงจันทร์เป็นส่วนหนึ่งเพราะนั่นเป็นช่วงที่โครงการกลุ่มดาวของนาซ่าสร้างด่านจันทรคติขึ้น อย่างไรก็ตามมีความเป็นไปได้ที่จะใช้ดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกในการเริ่มต้นอุตสาหกรรมอวกาศหรือใช้ทั้งสองอย่าง ไม่ว่าในกรณีใดเราจำเป็นต้องเริ่มต้นอุตสาหกรรมอวกาศใกล้กับโลก ที่จะทำให้ต้นทุนการขนส่งต่ำในช่วงเริ่มต้น นอกจากนี้ยังช่วยให้เราสามารถทำงานกับการหน่วงเวลาที่สั้นลงมากในการสื่อสารทางวิทยุซึ่งมีความสำคัญในระยะแรกก่อนที่หุ่นยนต์จะกลายเป็นอัตโนมัติเพียงพอ โดยอุดมคติแล้วอุตสาหกรรมจะเป็นไปโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์ เราต้องการให้หุ่นยนต์เตรียมทางให้มนุษย์ทำตาม
อย่างไรก็ตามหากเราคิดว่าเราจะต้องมีมนุษย์ในช่วงเริ่มต้นของอุตสาหกรรม - ตัวอย่างเช่นเพื่อแก้ไขหรือแก้ไขปัญหาฮาร์ดแวร์ที่ชำรุดหรือเพื่อทำงานที่ซับซ้อนที่หุ่นยนต์ยังไม่สามารถทำได้ - การเริ่มต้นใกล้โลกกลายเป็นเรื่องสำคัญมากขึ้น ปรากฎว่าทั้งดวงจันทร์และดาวเคราะห์น้อยเป็นสถานที่ที่ยอดเยี่ยมในการเริ่มต้นอุตสาหกรรม ตอนนี้เรารู้แล้วว่าพวกเขามีน้ำอุดมสมบูรณ์แร่ธาตุซึ่งสามารถกลั่นโลหะคาร์บอนสำหรับทำพลาสติกและอื่น ๆ ฉันดีใจที่มี บริษัท วางแผนที่จะพัฒนาการขุดในทั้งสองแห่งเพื่อให้เราเห็นว่าอะไรดีที่สุด
อีกเหตุผลหนึ่งที่เริ่มต้นอุตสาหกรรมใกล้กับโลกคือเพื่อให้สามารถคืนทุนทางเศรษฐกิจก่อน ในท้ายที่สุดเมื่อทุกอย่างรวมถึงยานอวกาศและคลังน้ำมันเชื้อเพลิงถูกสร้างขึ้นในอวกาศโดยหุ่นยนต์อิสระจากนั้นอุตสาหกรรมจะยั่งยืนด้วยตนเองและมันจะตอบแทนเราอย่างแน่นอนโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม ถึงจุดนั้นต้องมีการลงทุนอย่างจริงจังและมันจะง่ายกว่าที่จะทำการลงทุนถ้าเราได้รับบางสิ่งบางอย่างกลับมา ดังนั้นการคืนทุนแบบใดที่สามารถให้เราในระยะสั้น ฉันเก็บรายการความคิดวิธีทำเงินในอวกาศและมีรายการประมาณ 19 รายการในรายการบางรายการที่บ้าและบางรายการไม่ได้บ้า ความคิดที่จริงจังบางประการ ได้แก่ การท่องเที่ยวในอวกาศ การทำและขายตัวขับเคลื่อนให้แก่องค์การนาซ่าเพื่อการสำรวจและปฏิบัติภารกิจทางวิทยาศาสตร์ การส่งคืนโลหะเช่นทองคำขาวเพื่อขายบนโลก และการผลิตชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับกิจกรรมอื่น ๆ ในอวกาศ
สิ่งเริ่มต้นบางอย่างที่เราจะทำบนดวงจันทร์หรือดาวเคราะห์น้อยประกอบด้วยเทคนิคการขุดแร่แรงโน้มถ่วงต่ำที่สมบูรณ์แบบเรียนรู้วิธีการสร้างโซล่าเซลล์จาก regolith และเรียนรู้วิธีการแยกโลหะที่มีประโยชน์จากแร่ที่จะไม่ถือว่าเป็นแร่ บนโลก. สิ่งเหล่านี้เป็นไปได้และต้องการการลงทุนเพียงเล็กน้อยเพื่อให้ทำงานได้
มันจะใช้เวลาหลายทศวรรษของความพยายามที่จะทำให้อุตสาหกรรมอวกาศยั่งยืนด้วยตนเอง อาจจะ 2 ทศวรรษถ้าเราเริ่มต้นทันทีและทำงานอย่างต่อเนื่องหรืออาจจะ 5 ทศวรรษถ้าเรามีเงินทุนในระดับที่ต่ำกว่า แต่ถ้าหุ่นยนต์ก้าวไปเร็วที่สุดเท่าที่หุ่นยนต์คาดหวังไว้เร็ว ๆ นี้จะไม่มีงานผลิตที่หุ่นยนต์ไม่สามารถทำได้ เมื่อถึงวันนั้นและเราได้สร้างห่วงโซ่อุปทานที่สมบูรณ์ในอวกาศแล้วมันจะเป็นเรื่องง่ายที่จะส่งชุดของฮาร์ดแวร์ไปยังแถบดาวเคราะห์น้อยหลักเพื่อเริ่มการขุดและการผลิตที่มีทรัพยากรนับพันล้านเท่า เรามีบนโลก
จากนั้นอุตสาหกรรมสามารถสร้างยานลงจอดเพื่อนำอุปกรณ์ขึ้นสู่พื้นผิวของดาวอังคารที่ซึ่งมันสามารถสร้างเมืองและในที่สุดก็ถึงพื้นโลก เมื่อเรามีเครื่องจักรที่สามารถใช้ทรัพยากรในท้องถิ่นเพื่อทำงานและสร้างสำเนาของตัวเองแล้วพวกเขาก็สามารถทำหน้าที่เหมือนกันบนโลกที่แห้งแล้งซึ่งชีวิตทางชีวภาพได้ทำที่นี่บนโลกที่เปียกชื้นของเรา พวกเขาสามารถเปลี่ยนสภาพแวดล้อมและกลายเป็นห่วงโซ่อาหารเพื่อโลกเหล่านั้นจะเป็นสถานที่ที่มนุษยชาติสามารถทำงานและใช้ชีวิตได้ ฉันรู้ว่าสิ่งนี้ฟังดูทะเยอทะยานเกินไป แต่การเติบโตของเทคโนโลยี 20 ถึง 50 ปีกำลังจะสร้างความแตกต่างอย่างมากและเรากำลังพูดถึงการผลิตเท่านั้นไม่ใช่วิทยาศาสตร์จรวด - และนั่นเป็นสิ่งที่เราค่อนข้างดีที่นี่บนโลก ด้วยการคาดการณ์เพียงเล็กน้อยในอนาคตมันไม่ได้เป็นความคิดที่บ้า
ยูทาห์: อุปกรณ์และหุ่นยนต์ชิ้นสำคัญที่เราจำเป็นต้องมีเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์เหล่านี้คืออะไร?
PM: มีโครงการโอเพนซอร์ซที่น่าสนใจซึ่งพัฒนาสิ่งที่เรียกว่า“ Global Village Construction Set” เป็น 50 เครื่องที่จะสามารถรีสตาร์ทอารยธรรม มันมีหลายอย่างเช่นกังหันลมแบ็คโฮและเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สิ่งที่เราต้องการก็คือ“ ชุดสร้างหมู่บ้านทางจันทรคติ / ดาวเคราะห์น้อย”
การศึกษาได้ทำโดย NASA ในปี 1980 เพื่อกำหนดว่าต้องใช้ชุดเครื่องจักรในโรงงานบนดวงจันทร์เพื่อสร้างชิ้นส่วนของตัวเอง 80% ส่วนอีก 20% จะต้องมีการจัดหาจากโลกอย่างต่อเนื่อง ในบทความของเราเราแย้งว่าเราสามารถเริ่มต้นได้น้อยกว่า 80% การปิดทำให้ราคาไม่แพงมากและให้เราเริ่มต้นวันนี้ แต่ระบบควรจะพัฒนาจนกว่าจะถึง 100% การปิด ดังนั้นฮาร์ดแวร์ชุดแรกอาจสร้างเซลล์สุริยะดิบโลหะชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ 3 มิติและจรวดขับเคลื่อน
การมีเพียงแค่นั้นจะช่วยให้เราสามารถสร้างฮาร์ดแวร์รุ่นต่อไปจำนวนมากรวมทั้งสนับสนุนเครือข่ายการขนส่ง เมื่อเวลาผ่านไปเราต้องการที่จะพัฒนาห่วงโซ่อุปทานทั้งหมดซึ่งจะครอบคลุมมากกว่าเพียง 50 ชนิดของเครื่องจักร แต่ก่อนที่เราจะวางอะไรลงในอวกาศเราจะต้องทดสอบพวกมันในสถานที่ที่ขรุขระบนโลกและในกระบวนการนี้เราจะค้นพบว่าชุดเครื่องจักรใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคนรุ่นแรก ความคิดคือการเรียนรู้ในขณะที่เราไปดังนั้นเราสามารถเริ่มต้นได้ทันที
นี่เป็นครั้งแรกในซีรีส์สามส่วนเกี่ยวกับการสร้างฐานอวกาศ พรุ่งนี้: ใช้เงินเท่าไหร่? วันมะรืนนี้: ทำให้หุ่นยนต์ระยะไกลฉลาด
