В продолжение темы, поднятой в прошлой статье, я решил провести исследование развития космической отрасли, опираясь на понятие "новой космической экономики".
Новая космическая экономика — глобальная тенденция, основанная на ряде технологических инноваций и определенной бизнес-модели. Согласно данным Morgan Stanley, уже сейчас эту отрасль можно оценить в $350 млрд, а к 2040 году она может достичь $1 трлн. Это открывает новые возможности для автомобилестроения, туризма, энергетики, телекоммуникаций, транспорта и других важных отраслей — поднять их рентабельность или улучшить структуру работы на Земле либо в космосе.
Основными предпосылками для моего исследования стали:
Активный рост компаний и новых технологических решений в космической отрасли;
Уменьшение стоимости транспорта на орбиту Земли;
Рост количества космических аппаратов (далее КА);
Взрывной рост космической экономики и ее взаимосвязей с земной промышленностью и экономикой;
Применение инноваций в промышленности и ИТ в космической отрасли;
Непредсказуемые революционные изменения моделей экономики в связке космос-Земля (черные лебеди).
Также я определил наиболее перспективные технологии для "новой космической экономики" и это:
Серийное производство КА;
Серийное производство сверхлегких ракет для восполнения группировок и низкоорбитальных пусков;
Тяжелые и сверхтяжелые ракеты для вывода полезной нагрузки на высокие орбиты и пуски к Луне;
Автономные системы энергоснабжения большой мощности (до 500 кВт);
Системы лазерной связи и навигации для дальней связи;
Автономные КА и роверы;
Новые типы двигателей, в том числе не требующие реактивной массы или существенно снижающие ее расход, позволяющие постоянно работать как на низких орбитах так и в космосе;
Новые материалы для различных систем (защитные, теплоотводящие, etc);
Электронная компонентная база (в том числе радиационно-стойкая) увеличивающая производительность вычислений в космосе (КА, роверах, станциях и в перспективе на орбитальных ЦОДах);
Новые типы энергоэффективных сенсоров и систем на их основе;
Технологии автономного производства (роботизация, аддитивные технологии, ИИ, новые технологии обработки материалов, etc).
Исходя из этого выводим основные тренды опережающего развития:
Мультифункциональные автономные тяжелые платформы и КА с универсальными (типизированными) разъёмами и протоколами обмена данными. Единые стандарты для всех КА и баз для совместимости различных узлов и конструктивов. Развитие принципов модульного построения КА (космических аппаратов) и станций (автоматизированных и обитаемых) для к��смического пространства и поверхностей спутников. Это даст унификацию технических решений и возможность построения сложных технических систем без привязки к стране или компании-производителю.
Единая сеть связи, навигации и управления космическим движением на базе ИИ. Создание единой системы диспетчеризации космического движения в пространстве Земля-Луна с интеграцией всех участников программ освоения космоса. ExtraNet - единая сеть сбора, хранения и передачи данных в космосе. Экстерриториальный принцип доступа к информации, ускорение обработки данных для применения в космосе. Верифицированная система расчетов с применением технологий блокчейн.
Экстерриториальность космического права, новые нормативные документы и законодательство. Свобода обмена данными и расчетов в космосе. Развитие идеологии человечество как единая нация. Новые принципы управления и совместного проживания.
Создание новой космической экономики, основанной на производимых в космосе товарах и услугах, и их потреблении в космосе. Кратный рост взаимодействия земной промышленности и экономики с космической.
Новые энергоэффективные технологии и решения, адаптируемые для применения на Земле. Биотехнологии, новые фармпрепараты, печать биоматериалов, фотонные процессоры, сверхпроводимость, магнитная левитация, автоматические фабрики и роботизированные системы добычи, роботизированные верфи с применением аддитивных технологий (3Д печать конструкций и КА в условиях микрогравитации), автономные роверы и комбайны.
Достижение самоо��еспечения космических систем. Добыча полезных ископаемых и необходимых ресурсов для систем жизнеобеспечения. Технологии переработки отходов и самоподдерживающиеся замкнутые экосистемы баз и станций.
Создание новых логистических цепочек: Низкие орбиты-высокие орбиты-геостационарные орбиты-точки Лагранжа-Луна с использованием автономных КА (буксиров) с длительным сроком работы для снижения себестоимости транспортировки. Создание сети автоматических станций диспетчеризации и управления движением для снижения аварийности (недопущение эффекта Кесслера) с использованием ИИ.
Новые материалы: защита от радиации и космического излучения, новые сплавы (производимые в условиях микрогравитации). Открытие новых химических элементов и соединений, создание материалов с их применением.
Международный космический университет: Работа с «Большими вызовами», воплощение идеи «Мегасайнс» через вывод науки и исследований за пределы юрисдикций, размещение на платформе с хостингом на космической инфраструктуре позволяет развить тренды на междисциплинарность, открытость и цифровизацию. Использование экстерриториальной платежной системы позволит получать финансирование исследований вне национальных институтов. Создание новых систем обучения специалистов и ученых для отрасли через постоянно обновляемые цифровые программы обучения и практику с реальными кейсами.
Синергетическое революционное изменение бизнес-моделей земной экономики с участием космической экономики (например, промышленная добыча платины на астероидах, позволит создать экономически обоснованную индустрию водородного транспорта и водородных топливных элементов для независимого энергоснабжения, что уберет электротранспорт и ветро- и солнечную энергетику, добыча углеводородов на лунах Юпитера и Сатурна позволит увеличить Земную экономику в 1000 раз).
И самое главное: экспансия человечества в Солнечной системе и расширение зоны жизни.
Все это позволит нам создать абсолютно новые технические системы и направления производства, а также существенно расширить возможности существующих отраслей.
Рассмотрим возможные направления развития:
Создание инфраструктуры доступа к энергоснабжению в любой точке Солнечной системы. Для данного проекта будут использованы все существующие с��стемы генерации энергии, которые дополнят друг друга, дав толчок технологического развития автономных систем энергоснабжения (солнечные панели, атомные технологии, системы хранения энергии). Новые решения по беспроводной передаче энергии в вакууме.
Автоматизированные транспортные сети, включающие в себя: Орбитальные и космические буксиры с применением новых типов плазменных и ионных двигателей. Разработка и применение новых видов топлива. Автоматические станции заправки, ремонта и модернизации (GateWay’s). Диспетчеризация движения в околоземном, окололунном и космическом пространстве с применением ИИ на базе орбитальных и космических дата-центров. Новые цепочки и принципы логистики на высокое орбиты Земли, в окололунном пространстве, на Луне и в Солнечной системе (Разделение транспортных услуг по орбитам и пути Земля-Луна).
Сети дальней связи и навигации: Системы лазерной связи и высокоточные системы позиционирования. Станции определения положения в пространстве в 3-х мерной системе координат (космическая и лунная навигация). Дистанционное управление дронами-КА операторами с Земли для выполнения сложных задач.
Космическая промышленность: Автоматизированные станции с настраиваемым производственным циклом и стандартизированными модулями для размещения оборудования. Включение производственных мощностей в новые логистические цепочки. 3Д печать космических конструкций и КА в условиях микрогравитации с применением автоматических дронов. Сплавы и материалы, производимые только в условиях микрогравитации. Технологии для создания самоподдерживающихся экосистем (утилизация отходов, очистка воды и воздуха, производство пищи и лекарств). Выращивание особо чистых и согласованных кристаллов.
Добыча полезных ископаемых: Автоматические геологические зонды/автоматизированые и роботизированные системы добычи/базовая станция с энергоядром, дата-центром и узлом дальней связи+роботизированные дроны для добычи и первичной переработки ресурсов.
Типовые модули для автоматизированных и обитаемых станций в космосе и на поверхности Луны, а потом на поверхностях спутников и астероидов. Быстрое освоение всех планет и астероидов, с построением международних поселений.
Космическая медицина: Создание цифровых автоматизированных диагностических комплексов на базе исторического дата-сета по изменениям состояния человека в космосе, техникам диагностики, профилактических методик с применением ИИ. Разработка программ лечения в условиях микрогравитации. Выращивание биоматериалов в условиях микрогравитации/биопринтинг, операции в условиях микрогравитации (автоматизированные роботизированные операционные комплексы, дистанционное управление медкомплексами).
Единая сеть сбора, хранения и передачи данных вне Земли: Орбитальные дата-центры, дата-центры на Луне и космических станциях. Радиационно-стойкие электронные компоненты. Фотонные процессоры.
Последние события показывают, что человечеству пора выходить в Солнечную систему и осваивать ее в полном объеме. Даже уже существующих технологий достаточно для объединенной экспансии человечества в космос. Освоение астероидов может существенно улучшить жизнь и на Земле (например, получение платины по цене алюминия революционно изменит всю транспортную отрасль, заменив бензин и дизель на водород) и увеличит размер экономики в тысячи раз. Создание полноценных поселений на других планетах и спутниках расширит ареал обитания человека. Создание новых материалов, развитие медицины и фармацевтики, разработка новых технологий в космосе позволит нам идти дальше в другие звездные системы.
