Kas me saame siis juba Maast maha ja hakata Kuule või asteroidile aluseid ehitama? Nagu hiljutises teaduse ja tehnoloogia poliitika büroo ajaveebi postituses rõhutati, võiks selle kiireks kasutamiseks olla kohapealsete ressursside kasutamine. Aga kuidas me isegi alustame? Kas me võime seda rasketes majandusoludes praegu lubada?
Kosmoseajakiri vestles NASA Kennedy kosmosekeskuse endise vanemteaduri-füüsiku Philip Metzgeriga, kes on seda teemat oma veebisaidil ja avaldatud paberites põhjalikult uurinud. Ta väidab, et niimoodi kosmose tegemine oleks sarnane sellega, kuidas palverändurid Põhja-Ameerikat uurisid. Kolmeosalise sarja esimeses visandab ta põhjenduse ja esimesed sammud selle tegemiseks seal.
TÜ: On öeldud, et Kuu, Marsi või asteroidide ressursside kasutamine on odavam kui kõigi Maalt vedamine. Samal ajal on selle ekstraheerimise jaoks tehnoloogia arendamiseks ja selle varustuse sinna saatmiseks ka loomulikud käivituskulud. Kuidas neid kahte reaalsust ühitada?
PM: Kosmosetööstus tasub tohutult tagasi, kuid selle alustamine on kulukas. Mitu aastat tagasi olin pettunud, sest ma ei uskunud, et ainuüksi ärihuvidest piisab, et see meie põlvkonna sees täielikult alguse saaks, ja esitasin küsimuse, kas me võime leida odavat viisi maailma valitsustele (või filantroopidele või teised, kellel ei pruugi olla otsest ärihuvi) selle alustamiseks lihtsalt selle pakutavate ühiskondlike eeliste tõttu? Seetõttu kirjutasime koos kolleegidega artikli "Kosmosetööstuse ja päikesesüsteemi tsivilisatsiooni taskukohane kiire alglaadimine".
Me propageerime alglaadimise lähenemist, kuna see aitab lahendada kõrgete käivituskulude probleemi ja võimaldab inimkonnal hakata eeliseid kiiresti kasutama, kuna vajame neid kiiresti. Alglaadimise lähenemisviis toimib nii: selle asemel, et kogu maapealne riistvara ehitada ja kosmosesse saata, et see asuks asju valmistama, võime kosmosesse saata vähendatud riistvarakomplekti ja teha vaid natuke vajalikku. Ülejäänud toodetud osi võime saata Maalt ja kombineerida nendega kosmosega. Aja jooksul jätkame seda, kuni areneme kosmoses täieliku tootmisvõimsuseni.
Nii ehitasid Maal asuvad kolooniad end üles, kuni lõpuks suutsid nad kodumaa tööstusele vastavusse viia. Näiteks palverändurid ei toonud Mayflowerile terveid vabrikuid Euroopast. Nüüd kulus Ameerika tööstuse ülesehitamiseks sadu aastaid, kuid robootika ja täiustatud tootmise abil ning teatava kavatsusega saame selle teha taskukohase hinnaga ikka palju kiiremini. Oleme selle alglaadimise lähenemisviisi mõneti algeliselt modelleerinud ja tundub, nagu oleks see väike osa meie aastasest kosmoseeelarvest ja suudaks selle tööstuse rajada vaid aastakümnete jooksul.
Ma arvan, et isegi olulisem kui hind on see, et alglaadimise lähenemisega saame kohe alustada. Me ei pea kogu kujundust ja arendustööd lõpule viima. Samuti jaotatakse kulud aja jooksul, nii et aastased kulud on väga madalad. Ja see annab meile aega oma strateegia väljatöötamiseks, et aru saada, mis toimib ja mis meie edaspidise majandusliku tasuvuse osas on vahetum. Paljud inimesed otsivad viivitamatuid võimalusi kosmoses tasuvuse saamiseks. On ka palju suurepäraseid ideid ja olen kindel, et need õnnestuvad. Üks näide on mäeeraldise seadistamine, mis täidab kommunikatsioonisatelliite geosünkroonsel orbiidil. Sellised tegevused aitavad kaasa kosmosevaldkonna tööstuse alustamise püüdlustele ja saavad neist kasu. Nad saavad tulu oma osa rahastamiseks.
TÜ: Miks tundub, et Kuu on hea koht operatsioonide alustamiseks? Millised on mõned tegevused, millest seal alustada? Kuidas me liigume sealt ülejäänud päikesesüsteemi?
Kui mu kolleegid ja mina seda paberit kirjutasime, keskendusime osaliselt Kuule, kuna see oli NASA tähtkuju programmi ajal Kuu eelpost rajamiseks. Selle kosmosetööstuse käivitamiseks on aga võrdselt võimalik kasutada Maa-lähedasi asteroide või kasutada mõlemat. Igal juhul peame alustama kosmosetööstust Maa lähedal. See hoiab transpordikulud käivitamise ajal madalad. See võimaldab meil ka raadiosides töötada tunduvalt lühema viivitusega, mis on oluline varases staadiumis, enne kui robootika piisavalt automatiseeritud saab. Ideaalis oleks tööstus täielikult automatiseeritud; me tahame, et robotid valmistaksid inimestele ette tee.
Kui aga arvame, et vajame inimesi tööstuse alustamise ajal - näiteks katkise riistvara parandamiseks või tõrkeotsinguks või keerukate toimingute tegemiseks, mida robotid veel teha ei saa -, on Maa lähedal käivitamine veelgi olulisem. Selgub, et nii Kuu kui ka asteroidid on suurepärased kohad tööstuse alustamiseks. Nüüd teame, et neil on ohtralt vett, mineraale, millest saab metalle rafineerida, süsinikku plastide valmistamiseks jne. Mul on hea meel, et on ettevõtteid, kes plaanivad kaevandust arendada mõlemas asukohas, et saaksime näha, mis kõige paremini töötab.
Teine põhjus tööstuse alustamiseks Maa lähedal on see, et sellel võib olla varajane majanduslik tasuvus. Lõpuks, kui kõik, sealhulgas kosmoselaevad ja tankimislaod, tehakse kosmoses autonoomse robootika abil, muutub tööstus isemajandavaks ja see maksab meile nähtamatult tagasi, ilma et oleks vaja täiendavaid kulusid. Sellesse punkti jõudmine nõuab siiski tõsiseid investeeringuid ja kui midagi tagasi saame, on investeeringuid lihtsam teha. Milliseid tagasimakseid see meile lähiajal annab? Pean loendit ideedest, kuidas kosmoses raha teenida, ja nimekirjas on umbes 19 eset, mõned hullud ja mõned mitte nii hullud. Mõned tõsised ideed hõlmavad järgmist: kosmoseturism; raketikütuste valmistamine ja müümine NASA-le uurimise ja teaduse jaoks; metallide nagu plaatina tagastamine Maal müümiseks; ja muude kosmosetegevuste jaoks varuosade tootmine.
Mõned esialgsed toimingud, mida me Kuul või asteroidides teeme, hõlmavad madala raskusastmega kaevandamismeetodite täiustamist, päikseelementide regolitist väljajätmise õppimist ja kasulike metallide kaevandamisest mineraalidest kaevandamist, mida siin ei peetaks Maal. Kõik need on võimalikud ja nende toimimiseks on vaja ainult tagasihoidlikke investeeringuid.
Kosmosetööstuse isemajandavaks muutmiseks kulub aastakümneid pingutusi. Võib-olla 2 aastakümmet, kui alustame kohe ja töötame stabiilselt, või võib-olla 5 aastakümmet, kui meil on madalam rahastamistase. Kuid kui robootika edeneb sama kiiresti kui robotistid loodavad, pole varsti enam ühtegi robotitootmise ülesannet. Kui see päev kätte jõuab ja me oleme kosmoses üles seadnud täieliku tarneahela, on lihtne asi saata riistvarakomplektid peamisele asteroidivööle, et alustada kaevandamist ja tootmist seal, kus ressursse on miljardeid kordi rohkem kui see, mis meil on Maal.
Seejärel võiks tööstus ehitada maandumislaevu, et viia seadmed Marsi pinnale, kus see saaks ehitada linnu ja lõpuks isegi planeedi kujundada. Kui meil on masinaid, mis saavad tööks kasutada kohalikke ressursse ja ise koopiaid ehitada, saavad nad kuivades maailmades täita sama rolli, mida bioloogiline elu on siin meie märjal Maal teinud. Nad võivad muuta keskkonda ja muutuda toiduahelaks, nii et need maailmad on kohad, kus inimkond saab töötada ja elada. Ma saan aru, et see kõlab liiga ambitsioonikalt, kuid 20–50-aastane tehnoloogia kasv teeb tohutu muutuse ja me räägime ainult tootmisest - mitte raketiteadusest - ja see on asi, millega meil siin Maakeral juba üsna hästi ollakse. Pisut tulevikku ekstrapoleerides pole see hull mõte.
TÜ: Millised on peamised seadmed ja robootika, mida me nende eesmärkide saavutamiseks vajame?
PM: On huvitav avatud lähtekoodiga projekt, mis arendab nn globaalset külaehituse komplekti. Tsivilisatsiooni saab taaskäivitada 50 masinat. See sisaldab selliseid asju nagu tuuleveski, ekskavaator ja 3D-printer. Me vajame samaväärset “Kuu / asteroidiküla ehituskomplekti”.
NASA viis 1980. aastal läbi uuringu, et teha kindlaks, millist masinate komplekti on vaja Kuu tehastes, et ehitada 80% oma osadest. Ülejäänud 20% oleks vaja pidevalt Maalt varustada. Oma väites väitsime, et saame alustada palju vähem kui 80% sulgemisega, muutes selle taskukohasemaks ja võimaldades meil alustada juba täna, kuid süsteem peaks arenema, kuni see jõuab 100% sulgemiseni. Nii et esimene riistvarakomplekt võib teha töötlemata päikeseelemente, metalli, 3D-prinditud metallosi ja raketikütuseid.
Just selle olemasolu võimaldab meil märkimisväärselt suure osa järgmise põlvkonna riistvarast toota ja ka transpordivõrku toetada. Aja jooksul tahame välja töötada kogu tarneahela, mis oleks ulatuslikum kui vaid 50 erinevat tüüpi masinat. Kuid enne, kui me midagi kosmosesse paneme, tahame neid katsetada siin Maa peal asuvates karmides kohtades ja selle käigus selgitame välja, milline masinate komplekt on esimese põlvkonna jaoks kõige mõistlikum. Idee on õppida edasi minnes, et saaksime kohe alustada.
See on esimene kolmeosalises sarjas, mis käsitleb kosmosebaasi ehitamist. Homme: kui palju raha see võtab? Ülehomme: kaugrobotite nutikaks muutmine.
