De moderne mensheid staat aan de vooravond van de uitbreiding van de ruimte, wat belooft een periode te beginnen van de krachtigste economische en beschavingsopkomst van de mensheid, vergelijkbaar met de expansie op zee en de industriële revolutie van het verleden.
Maar in plaats van doelbewuste stappen in een nieuwe ruimte, blijft de mensheid aarzelend op haar drempel stampen. Grootschalige ruimteverkenning wordt belemmerd door de hoge kosten en de lage efficiëntie van het ruimtevervoer, maar ondanks de kosten van vluchten is er al praktische ruimteverkenning aan de gang in de vorm van een groep aardse satellieten.
Ik kan een alternatief scenario voorstellen voor de ontwikkeling van de ruimtevaartindustrie, die het mogelijk maakt om de overgang te maken van een moderne satellietconstellatie naar grootschalige kolonisatie van de ruimte in verschillende fasen, zonder dat daarvoor ontoegankelijke technologieën of super dure overheidsprogramma's nodig zijn.
Samen met de vluchten van de eerste ruimteschepen kreeg de mensheid toegang tot een nieuwe ruimte, waarvan de uitgestrektheid en middelen oneindig superieur zijn aan alles wat er op aarde beschikbaar kan zijn. Met het begin van de ruimte-expansie van de mensheid zal de periode van haar hoogste economische groei en overgang naar een nieuwe fase van beschavingsontwikkeling beginnen. Vergelijkbaar met de industriële revolutie van het verleden, waartoe de maritieme expansie van verschillende Europese staten te zijner tijd heeft geleid. Het tijdperk van wetenschappelijke en technologische vooruitgang bracht het ontwikkelingsniveau van de beschaving tot zo'n hoog niveau dat het volgens de maatstaven van de middeleeuwen onbereikbaar en ondenkbaar leek.
De opkomst van ruimtetransportsystemen maakte buitenaardse ruimte beschikbaar voor verkenning, maar in plaats van doelbewust naar een nieuwe ruimte te gaan, blijft de mensheid aarzelend op haar drempel stampen en in kleine stapjes de ruimte in gaan, voornamelijk als gevolg van onderzoeksprogramma's. Nu wordt het duidelijk dat wetenschappelijke of humanitaire doelen alleen volstaan om de verkenning van de ruimte voort te zetten; de overgang naar grootschalige kolonisatie van de ruimte is alleen mogelijk door middel van programma's die zijn ontworpen voor directe, praktische voordelen.
Praktische verkenning van de ruimte begon met de ruimte-informatiedienstenindustrie, die afkomstig is van een constellatie van commerciële satellieten in een baan om de aarde. De satellietindustrie is succesvol vanuit commercieel oogpunt, heeft nu een sterke plaats ingenomen in het wereldwijde informatiesysteem, ontwikkelt zich actief en breidt zich uit. Maar de ruimte kan niet alleen door satellieten worden verkend, satellieten zijn automaten die zijn verbonden met hun banen en smalle sferen van informatiediensten. Een satellietconstellatie, een aanhangsel van de informatiesfeer van de aarde, en de ontwikkeling ervan op zichzelf zal niet in staat zijn om in de kolonisatie van de ruimte te komen.
Voor nieuwe stappen in de verkenning van de ruimte zijn projecten nodig die in de eerste plaats betrekking hebben op de praktische ontwikkeling van buitenaardse minerale hulpbronnen. Deze sfeer is niet gebonden aan enge sectoren van informatiediensten, en de verdere uitbreiding ervan is praktisch onbeperkt.
In het afgelopen decennium zijn nieuwe veelbelovende projecten actief uitgewerkt, ontworpen voor de winning in de ruimte van zeldzame en dure soorten grondstoffen, zoals edelmetalen, op asteroïden of radioactieve grondstoffen op de maan, waarvan de hoge prijs de transportkosten zal terugverdienen. De projecten van Diip Space Industries en Planetary Resourses zien er bijzonder realistisch uit.
Promotie video:
Projecten die verband houden met de winning van dure grondstoffen in de ruimte, zullen ongetwijfeld een nieuwe stap worden in de praktische ontwikkeling ervan. Maar ze hebben ook hun eigen beperkingen, dit zullen ruimtemijnen zijn, geen industriële bases.
In tegenstelling tot de bekende grondstofprojecten, veronderstelt het door mij voorgestelde scenario van ruimteverkenning allereerst de ontwikkeling van de ruimtevaartindustrie en transportinfrastructuur. Industriële projecten maken het, in tegenstelling tot grondstoffen, mogelijk om de wereldindustrie buiten het land te verplaatsen, en niet alleen individuele beperkte mijnbouwcapaciteiten. Hoewel grondstoffenprojecten ook in het ontwikkelingsscenario worden meegenomen, spelen ze een ondersteunende rol en is het niet hun taak om grondstoffen aan de aarde te leveren, maar om een industrieel ruimtevaartsysteem te bieden.
Het scenario is gebaseerd op een industriële constellatie die is ontworpen om de satellietindustrie en andere gebieden van ruimtediensten te bedienen en uit te breiden. De industriële constellatie moet een soort bovenbouw worden boven de satellietconstellatie. Maar in tegenstelling tot satellieten, die voornamelijk dienen als ruimte-repeaters of observatiestations, zal de industriële groep in staat zijn om een verscheidenheid aan activiteiten uit te voeren met betrekking tot transport, installatie, onderhoud van ruimtevaartuigen, de ontwikkeling van de productie en de ontwikkeling van buitenaardse hulpbronnen. De groei van een industriële constellatie die is ontworpen om satellieten te bedienen, zal uiteindelijk leiden tot het ontstaan van ruimtekolonies en de overdracht van industriële faciliteiten op aarde van de aarde.
De industriële constellatie bestaat uit verschillende grote projecten, infrastructuurtransportsystemen, een commerciële basis op de maan en een commercieel orbitaal station dat dient als de belangrijkste ondersteuningsbasis voor de bijna-aardse ruimtegroep, een transportknooppunt en een productietechnologiecentrum.
Transportprojecten zijn onderverdeeld in twee hoofdklassen: infrastructuur, stroming, lanceersysteem en orbitaal transportsysteem, bestaande uit herbruikbare ruimtesleepboten.
Lancering in een baan door de "Cosmoport"
Het in-line lanceersysteem moet moderne lanceervoertuigen vervangen die zijn ontworpen om satellieten rechtstreeks vanaf de grond in werkende banen te lanceren door kleine, gestandaardiseerde modulaire eenheden in een orbitaal station te lanceren. Het vervullen van de taak van een ruimtetransportknooppunt - "Orbital spaceport". Met een gespecialiseerde lichtgewicht drager. Een gespecialiseerde vervoerder - "Pony", met vereenvoudigde motoren zonder turbinepompen en afstandsbedieningssystemen die geen autonome "Inertial" standcontrolesystemen hebben, is erg goedkoop en gemakkelijk te vervaardigen.
De nadelen van deze raket zijn onder meer een laag draagvermogen en een gebrek aan volledige autonomie tijdens de vlucht, gehechtheid aan één traject. Maar voor de levering van satellieten aan het station in delen in de vorm van modulaire blokken is een hoog draagvermogen niet nodig. Evenals een hoge mate van autonomie, voor vluchten op één vaste route.
De Pony-carrier is optimaal aangepast voor zijn hoofdtaak, het creëren van een constante verkeersstroom van aarde naar baan tegen de laagste kosten. De geschatte kosten voor lancering door het Pony-Cosmoport-systeem zouden op het niveau van $ 1.000 per kilogram moeten liggen. Dat is vele malen goedkoper dan de meeste moderne maatschappijen met lanceringskosten van $ 3 tot $ 7 duizend per kilogram.
Bovendien creëert het in-line lanceersysteem een gevraagde vraag naar de activiteiten van orbitale stations met betrekking tot het onderhouden van verkeersstromen en installatie, waardoor het mogelijk wordt om bemande stations over te dragen naar zelffinanciering, waardoor bemande programma's niet gebonden zijn aan overheidsbudgetten.
En de plastic boventrappen van de pony's zullen worden gebruikt in orbitale stations als grondstof voor de productie van raketbrandstof of materiaal voor de installatie van dragende constructies, wat de eerste stap zal zijn naar de ontwikkeling van industriële activiteiten buiten de aarde.
Ruimtevervoervloot
Het in-line lanceersysteem maakt het mogelijk om de kosten voor het afleveren van vracht naar orbitale stations aanzienlijk te verlagen, maar gespecialiseerde orbitale transportschepen - "Orbital Tugs", moeten de in de Cosmoport gemonteerde satellieten in werkende banen lanceren. Op orbitale sleepboten mogen, in tegenstelling tot lanceervoertuigen, geen chemische motoren worden gebruikt die de energie van een straalstroom opwekken door brandstof en een oxidatiemiddel te verbranden, maar 'elektrische raketmotoren', die externe energie gebruiken die aan de brandstof wordt geleverd in de vorm van elektrische stroom afkomstig van zonne- of nucleaire generatoren … Elektrische raketmotoren verbruiken 3, 15 keer zuiniger brandstof dan chemische. Ze hebben een laag vermogen, maar in de ruimte zonder zwaartekracht is hoog vermogen niet nodig.
Nu zijn in de ruimte "Ionische" elektrische raketmotoren wijdverspreid, maar hun vermogen is te klein voor transportschepen, de stuwkracht is slechts tienden van een gram. Voor orbitale sleepboten moeten krachtigere Plasma Thrusters worden gebruikt. Die, samen met de zeer efficiënte "Film" -zonnebatterijen, een voldoende hoge stuwkracht zullen leveren voor het slepen van vracht en vluchten tussen banen binnen een redelijk tijdsbestek, van enkele dagen tot enkele maanden.
Een ander voordeel van plasmamotoren is dat ze potentieel multi-fuel zijn en in staat zijn om elke "werkvloeistof" te verbruiken die op een gecontroleerde manier in de motor kan worden gevoerd. Plasmamotoren kunnen worden aangedreven door elke beschikbare stof, componenten van traditionele chemische raketstuwstoffen, water of vloeibare gassen, waardoor ze erg handig zijn in de ruimte.
De overgang naar herbruikbare orbitale sleepboten met plasmamotoren zal de kosten van het lanceren van satellieten in hoge banen aanzienlijk verlagen. En het geeft andere extra kansen. Zoals de mogelijkheid om satellieten naar orbitale stations te transporteren voor onderhoud en weer terug naar werkbanen, de mogelijkheid om constante transportverbindingen met andere planeten te onderhouden en buitenaards materiaal tegen lage kosten naar orbitale stations te transporteren.
In tegenstelling tot moderne orbitale trappen "Upper trappen" op chemische brandstof, die voornamelijk worden gebruikt voor "Enkele" vluchten. Zuinige en herbruikbare orbitale sleepboten zullen de gehele ruimteconstellatie verbinden met permanente transportverbindingen die tegen lage kosten werken.
"Orbitaal transport en vrachtvloot" zal de ontwikkeling van nieuwe ruimteprogramma's veel toegankelijker en goedkoper maken.
Poeder, brandstof en grondstofbasis op de maan
In de eerste fasen van de ontwikkeling van de groep orbitale sleepboten zal brandstof voor hen vanaf de grond worden geleverd. Maar naarmate het orbitale transportsysteem zich ontwikkelt, zal de kwestie van het overschakelen op brandstof van buitenaardse oorsprong relevant worden. Het transport van materialen door orbitale sleepboten kost tientallen sneden goedkoper dan lancering vanaf de grond, en brandstof, het meest actief geconsumeerde verbruiksartikel in de ruimte, dat op zichzelf zal pushen om over te schakelen naar beschikbare buitenaardse brandstofbronnen zodra het orbitale transportsysteem begint te groeien.
De maan is de dichtstbijzijnde bron van buitenaardse brandstof en andere hulpbronnen. De maan bevindt zich in een baan om de aarde, hij is veel dichter bij de aarde dan asteroïden en vluchten ernaartoe zullen niet veel tijd kosten. Aan de andere kant heeft de maan een lage zwaartekracht en geen atmosfeer, wat de introductie van vracht in een baan vanaf deze planeet aanzienlijk vereenvoudigt. Er zijn nu verschillende goedgekeurde projecten voor de productie van vloeibare brandstof op de maan. Maanbrandstof kan vloeibare zuurstof zijn, die kan worden verkregen uit de maanbodem, water, uit recent ontdekte ijsafzettingen in het gebied van de maanpolen, of zijn afbraakproducten, waterstof en zuurstof.
De nadelen van de aangenomen maanbrandstofprojecten zijn dat de productie van zuurstof uit de bodem of de afbraak van water veel energie kost. De nuttige afgifte van zuurstof uit de bodem, of het percentage waterijs in maanafzettingen is niet hoog. Dienovereenkomstig is de productie van vloeibare brandstoffen duur.
In mijn scenario voor de industrialisatie van de ruimte wordt verondersteld dat het vaste maangrond gebruikt als brandstof voor plasmamotoren, in de vorm van een fijn verspreid, vrij stromend poeder. De brandstof voor plasmamotoren kan elke substantie zijn die op een gecontroleerde manier aan de motor kan worden toegevoerd, en het hoeft geen vloeistof te zijn, in de elektrische "vlam" van de plasmagenerator wordt elk werkfluïdum omgezet in een gas met hetzelfde rendement.
Om de motoren en brandstofsystemen van sleepboten aan te passen aan het verbruik van "mineraalstof", is hun oppervlakkige, "niet fundamentele" wijziging voldoende. Het potentiële vermogen van plasmamotoren om poedervormige brandstofcomponenten te verbruiken, wordt duidelijk aangetoond door hun commerciële tegenhangers, plasmageneratoren - "Plasmatrons" of "Elektrische branders" die werken op poedercomponenten die in de poedermetallurgie worden gebruikt.
Voor de productie van poeder is, in tegenstelling tot vloeibare brandstofcomponenten, geen chemische verwerking van grondstoffen nodig; eenvoudig mechanisch malen is voldoende. De hiervoor benodigde brekers hebben een hoge productiviteit en een laag gewicht, ze hebben geen groot energieverbruik nodig, de rotsachtige grond op de maan is alomtegenwoordig en het rendement van te vermalen grondstoffen is honderd procent.
De uitrusting voor een poederbrandstofbasis moet verschillende universele, op afstand bestuurbare robots "Centaurs" bevatten. Lichte multifunctionele terreinvoertuigen, uitgerust met een "antropomorfe" mensachtige torso, die kan dienen als voertuigen en "werkende handen". Meerdere lichte brekers. Zonne- en nucleaire generatoren voor een ononderbroken energievoorziening. En de Lunar Sling-katapult, een gespecialiseerd lanceervoertuig vanaf de maan in een baan om de aarde.
De maanslinger is een rotor, vergelijkbaar met een helikopter, maar met kilometerslange linten in plaats van bladen, aan de uiteinden waarvan een omloopsnelheid wordt bereikt, die op de maan ongeveer 1700 meter per seconde is. De kabelkatapult is een relatief licht en technisch eenvoudig apparaat, het vereist geen brandstofkosten en is in staat om de vrachtstroom van maangrondstoffen in een baan om de aarde te brengen in industriële volumes.
Maangrond kan niet alleen worden gebruikt als brandstof voor sleepboten, maar ook als grondstof voor de productie van vloeibare zuurstof, keramiek en metalen producten op orbitale stations.
De totale massa van de uitrusting van de poedergrondstofbasis moet binnen 100 ton zijn, de projectkosten mogen niet hoger zijn dan $ 10 miljard, wat niet veel is voor een buitenaards basisproject. Maar de basis van de maanbronnen zal de bijna-aardse ruimtegroep volledig voorzien van relatief goedkope buitenaardse brandstof en minerale hulpbronnen.
Ondersteuningsbases in een lage baan om de aarde
Op dit moment heeft de mensheid orbitale stations, maar ze vinden geen praktische toepassing en dienen als ruimtewetenschappelijke laboratoria.
In een industriële groepering zullen orbitale stations dienen als belangrijke centra die vele functies vervullen, waarvan de schaal en reikwijdte van activiteiten voortdurend zal toenemen.
Samen met de opkomst van een in-line lanceersysteem, zullen orbitale stations de rol op zich nemen van een transport- en verzamelcentrum dat dient als een belangrijk onderdeel van de lanceringsdienstenindustrie.
Met de komst van orbitale sleepboten zullen de orbitale stations bases worden voor transportschepen en ruimteplatforms voor reparatie en onderhoud van satellieten, waarbij ze de rol van "ruimteonderhoudsstations" op zich nemen.
Samen met de uitbreiding van de industriële groepering op de orbitale stations zullen activiteiten ontstaan die verband houden met de installatie van verschillende soorten voertuigen en constructies. Dat geeft de orbitale stations de functie van "Space Assembly Sites".
Orbitale stations zullen ook de belangrijkste centra worden voor de ontwikkeling van industriële activiteiten buiten de aarde, en zullen de rol van "ruimtevaartproductiecentra" op zich nemen.
Vanwege de ligging dicht bij de aarde en een bijna-aardse commerciële satellietconstellatie, onder de bescherming van het aardmagnetische veld, dat relatieve stralingsveiligheid zal geven, zullen bemande stations op de aarde de belangrijkste centra worden voor de ontwikkeling van elke menselijke activiteit buiten de aarde. De belangrijkste ondersteunende bases van de bijna-aardse ruimtegroep.
Ruimteproductie
Productieactiviteiten in de ruimte zijn het vermelden waard. De productie van alle bruikbare materialen en producten zal zich ook ontwikkelen en meegroeien met de ontwikkeling van de industriële groep. Te beginnen met de experimentele productie van brandstof uit plastic tanks van wegwerpraketten, eenvoudige materialen en producten uit raketonderdelen, afval van bemande stations, oude satellieten, ruimtepuin en andere secundaire grondstoffen, zonder rekening te houden met de kosten van verwijdering. Ruimteproductie zal zich ontwikkelen tot een serieproductie die in staat is om een ruimteconstellatie te voorzien van bijna alle low-tech "ijzer", van constructies tot machines en ruimtevaartuigen. Hierdoor is de reproductie van het grootste deel van de massa van de ruimtegroep in de ruimte mogelijk ten koste van buitenaardse bronnen.
De ontwikkeling van ruimteproductieapparatuur zal in overeenstemming zijn met de aanpassing aan de specifieke omstandigheden van de ruimte, zoals een overvloed aan minerale en energiebronnen, maar tegelijkertijd hoge transportkosten en ernstige massatekorten. Nieuwe technologieën zullen het mogelijk maken om materialen gemakkelijker te manipuleren, het aantal technologische bewerkingen aanzienlijk te verminderen, apparatuur eenvoudig en veelzijdig te maken, wat uiteindelijk het gewicht van de productie-infrastructuur drastisch zal verminderen. Een bekend voorbeeld van dergelijke "Adaptieve technologieën" in de productie is een 3G-printer, maar ondanks hun multifunctionaliteit hebben printers een lage productiviteit; het grootste deel van de producten zal worden geproduceerd met snellere, in-line methoden.
In de eerste ontwikkelingsstadia van een industriële groep zullen de productieactiviteiten experimenteel zijn, "Experimenteel Industrieel". Samen met de opkomst van grote projecten en infrastructuursystemen, zal de ruimtevaartproductie worden ontwikkeld tot serieproductie, maar blijft ondersteunend. In de fase van een kwalitatieve overgang van de ruimtevaartindustrie van onderhoud aan bijna-aardse bedrijfsvoertuigen naar ruimtekolonies en de wereldwijde ruimtevaartindustrie, zal de productieactiviteit van hulpbedrijven de belangrijkste worden. En de verdere groei van de ruimtevaartgroep zal voornamelijk verlopen langs de lijnen van industriële kolonisatie van de ruimte.
Ten dienste van de ruimtevaartindustrie
De belangrijkste praktische taak van de industriële constellatie is het onderhoud van het near-earth-systeem van commerciële ruimtevaartuigen. De industriële constellatie zal deel uitmaken van het wereldwijde systeem van ruimtevaartdiensten als een dienstensector van het "tweede niveau" voor ruimtevaartuigen die directe ruimtediensten verlenen. De activiteiten van de industriële groep zullen het vele malen mogelijk maken om de kosten van lanceringsdiensten te verlagen en zullen nieuwe kansen bieden voor de ontwikkeling van ruimtesystemen.
Daarom zullen, vanuit economisch oogpunt, de middelen die in de industriële groep zijn geïnvesteerd, terugkeren in de vorm van een daling van de kosten van diensten voor bedrijfsvoertuigen en de groei van de ruimtevaartmarkt. De ontwikkeling van de industriële groep zal hand in hand gaan met grote commerciële projecten. En de nieuwe kansen die de industriële groep zal bieden, zullen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe gebieden van commerciële ruimtevaart, zoals satellietcommunicatiesystemen van nieuwe generaties en zonne-energie in de ruimte.
Mobiele satellietcommunicatie
Door de lanceringskosten te verlagen en de opkomst van de mogelijkheid van installatie in de ruimte, die zal worden geboden door het inline-lanceersysteem, zal een nieuwe generatie satellietcommunicatiesystemen kunnen worden ontwikkeld die oproepen van mobiele telefoons kunnen ontvangen en rechtstreeks naar ontvangers van gebruikers kunnen uitzenden, zonder tussenliggende terrestrische terminals en repeaters.
De satellieten van vandaag zijn te zwak om terrestrische zendmasten te vervangen en rechtstreeks naar persoonlijke ontvangers uit te zenden. Directe communicatie via satellieten is mogelijk, maar via dure speciale terminals, wat het verbruik vermindert. Vanwege de krapte van de markt is satellietcommunicatie duur, hoewel satellietdiensten, bijvoorbeeld bij gebruik van het internationale internet, op zichzelf vrij goedkoop zijn voor massaconsumenten.
Met de komst van de orbitale ruimtehaven zal het mogelijk zijn om satellietplatforms in een baan om de aarde te monteren met filmzonnepanelen en krachtige roosterantennes. Dankzij het hoge energievermogen, de hoge gevoeligheid en het zendvermogen van roosterantennes en satellietplatforms kan het belangrijkste informatieverkeer naar satellieten worden overgebracht. Tegelijkertijd zullen satellietdiensten goedkoper zijn dan grondinfrastructuur.
Door de ontwikkeling van "cellulaire satellietcommunicatie" zullen communicatiediensten algemeen beschikbaar worden en zullen de investeringen in het orbitale segment van de satellietcommunicatie-industrie aanzienlijk toenemen. Een meervoudige omzetstijging geeft een overeenkomstige schaalvergroting van de ruimtevaartactiviteiten.
Ruimte zonne-energie
Thermische centrales die fossiele brandstoffen gebruiken, vormen de ruggengraat van de wereldwijde energiesector. De bronnen van fossiele brandstoffen zijn bijna uitgeput, en het gebruik van fossiele organische brandstoffen en uranium brengt op wereldschaal grote milieurisico's met zich mee. De bronnen van schone waterkracht zijn ook praktisch uitgeput en windenergie is niet effectief. Een van de alternatieven is de overgang naar de energie van thermonucleaire fusie, die minder risico's met zich meebrengt dan traditionele kernenergie en waarvan de grondstoffen niet uitgeput raken, maar experimenten met gecontroleerde thermonucleaire fusie laten ons niet rekenen op vertrouwenwekkende vooruitzichten voor de ontwikkeling van dit gebied. En schone thermonucleaire energie op de maan "Helium - 3" is ook geen alternatief, het is praktisch onmogelijk om de technologie van "Verbranding" van deze isotoop de komende decennia onder de knie te krijgen.
Overschakelen op zonne-energie kan een zeker alternatief zijn. De zon is een natuurlijke thermonucleaire reactor in het zonnestelsel, zijn energie is schoon en onuitputtelijk. Maar zonne-energie is relatief diffuus, waardoor het moeilijk is om het op industriële schaal te gebruiken. Moderne zonnegeneratoren zijn meestal hulpgeneratoren met een laag vermogen. In ruimteomstandigheden, bij afwezigheid van de werking van zwaartekracht en lucht, is het mogelijk om uitgebreide ultralichte constructies met grote oppervlakken en een laag gewicht te monteren. In de ruimte belet niets de installatie van zonne-energiecentrales met industriële capaciteit die de basis kunnen worden van de energie van de aarde.
Er zijn twee mogelijke richtingen voor de ontwikkeling van ruimtegeneratoren. Stroomopwekking uit zonnecellen, vergelijkbaar met moderne zonnegeneratoren voor satellieten en ruimtestations, wordt door de meeste analisten ondersteund. En warmtegeneratoren, die warmte uit zonlicht omzetten in elektriciteit, geconcentreerd door een systeem van holle spiegels van spiegelende plastic folie. Naar mijn mening hebben warmtegeneratoren meer de voorkeur, zijn kunststoffolie en turbines goedkoper dan welke fotovoltaïsche cellen dan ook, hebben warmtegeneratoren een hoger rendement en zijn warmtegeneratoren over het algemeen handiger voor industriële faciliteiten.
Warmtegeneratoren hebben hun nadelen, ze zijn moeilijk te koelen in de ruimte, waar alleen warmte wordt afgevoerd door straling. Maar het probleem van het verminderen van het gewicht van de koelcircuits van veelbelovende warmtegeneratoren is technisch oplosbaar door de bedrijfstemperatuur van de turbines te verhogen. Er zijn experimentele ontwikkelingen in deze richting.
Ruimtecentrales, met warmtegeneratoren en concentrerende spiegels van plastic folie, kunnen een spiegeloppervlak hebben van 2,5 tot 4 vierkante kilometer, een elektrisch vermogen van ongeveer een gigawatt, een gewicht van 100 tot 300 ton en kosten in de orde van grootte van een miljard dollar. In termen van kosteneffectiviteit zullen ruimtecentrales vergelijkbaar zijn met kerncentrales, maar in tegenstelling tot hen zullen ze volledig milieuvriendelijk zijn. En bovendien, naarmate de technologieën van ruimtekrachtcentrales worden ontwikkeld, zullen de kosten van zonne-energie in de ruimte dalen en dalen tot het niveau van moderne waterkracht.
Er waren eerder projecten voor orbitale zonne-energiecentrales, maar de implementatie ervan werd belemmerd door de hoge kosten van ruimtevervoer en het ontbreken van de nodige technologieën. Dankzij de diensten van transportinfrastructuur en orbitale assemblagelocaties die deel uitmaken van de industriële groep, wordt de bouw van orbitale energiecentrales technisch mogelijk en betaalbaar. Bij het begin van de implementatie van de eerste commerciële energieprojecten, zullen de nodige technologieën praktische tests ondergaan op generatoren voor krachtige orbitale sleepboten en bemande stations.
Met een lage prijs en het ontbreken van beperkingen voor verdere groei, zal zonne-energie uit de ruimte snel de mondiale energiesector domineren en fossiele energiecentrales uit deze niche verdringen. De ontwikkeling van de energiesector door de ruimtevaartindustrie zal van ruimtevaart een van de fundamentele, vitale sectoren van de wereldindustrie maken. Tegelijkertijd zal de omzet van de ruimtegroep toenemen tot miljarden, de schaal en kracht van de ruimtegroep zal honderden en duizenden keren groeien. Door de ontwikkeling van de energiesector krijgt de ruimtevaartindustrie voldoende kracht voor de transitie naar ruimtekolonisatie.
Extractie van zeldzame metalen op asteroïden
Een ander gebied van praktische ruimte is de winning van edelmetalen en zeldzame aardmetalen op asteroïden. Dit gebied is van commercieel belang en het zal een van de belangrijkste gebieden worden voor de praktische ontwikkeling van buitenaardse hulpbronnen. Edelmetalen en zeldzame aarden zijn strategische grondstoffen voor de elektronica-industrie. De industrie die wordt geassocieerd met de winning ervan in de ruimte zal niet zo grootschalig zijn als de ruimte-energie, maar zal bijdragen aan de ontwikkeling van vooruitgang op het gebied van geavanceerde technologieën, wereldwijde cybernatie en industriële robotisering, zowel op aarde als in de ruimte.
De overgang naar de kolonisatie van de ruimte
Na de verzadiging van de ruimte-energiemarkt, die ongeveer 30, 40 jaar na het begin van de ontwikkeling van de industriële groep zal plaatsvinden, zal de ruimtevaartindustrie voldoende macht krijgen om naar de volgende groeifase te gaan - "Industriële kolonisatie van de ruimte"
In dit stadium zal de industriële groep overgaan van het onderhouden van het near-earth-systeem van commerciële ruimtevaartuigen naar het rechtstreeks voorzien van de aarde-industrie van ruimtegrondstoffen. En de zeer industriële groepering uit een aanhangsel van de ruimtevaartindustrie zal beginnen te veranderen in een systeem van ruimtevaartfabrikanten, verspreid over de nabijgelegen planeten en de asteroïdengordel.
Tegen die tijd zullen infrastructuurtransportsystemen van een nieuwe generatie verschijnen, zoals krachtige orbitale kabelkatapulten of elektromagnetische kanonnen, die zich op een hoogte van 120 kilometer buiten de atmosfeer bevinden. De kosten van lancering in een baan om de aarde en landen met deze systemen zullen vergelijkbaar zijn met het luchttransport van onze tijd. Orbitale transportsystemen, van verschillende sleepboten, zullen zich ontwikkelen tot een krachtige vrachtvloot die transportverbindingen kan bieden tussen de aarde, de banen van nabijgelegen planeten en industriële bases in de asteroïdengordel.
De ruimtevaartindustrie zal voornamelijk metalen aan de aarde leveren in de vorm van gestandaardiseerde profielen, platen, staven of blokken. Voor afgewerkte producten, auto's, vliegtuigen, diverse machines of consumptiegoederen worden ruimtegrondstoffen naar de grond gebracht. De grondstofgerichtheid van de eerste generatie ruimtevaartindustrie zal de kapitaalkosten verlagen en de efficiëntie van productiecentra verhogen. Maar naarmate de ontwikkeling vordert, zal het niveau van volledigheid van producten voor ruimtevaartproductie toenemen. En bovendien zal de industriële ruimtevaartgroepering die zich al in de eerste groeifasen bevindt, bijna volledig zichzelf kunnen repliceren dankzij vreemde grondstoffen. Vereenvoudigde en adaptieve technologieën zullen het mogelijk maken om in de ruimte het grootste deel van structuren, mechanismen en ander low-tech "ijzer" te produceren. Vanaf de grondalleen wetenschappelijk intensieve producten zoals elektronica, instrumenten of fijnmechanica zullen in de ruimte worden geleverd.
De ruimtevaartindustrie zal de aarde voornamelijk voorzien van goedkope grondstoffen, maar zal dure wetenschappelijk intensieve producten consumeren. Daarom zal zowel tijdens de kolonisatie van de ruimte, als tijdens elke andere kolonisatie, de groei van het welzijn van de metropool plaatsvinden als gevolg van de uitbreiding van de koloniën. Hoe meer de ruimtevaartindustrie groeit, hoe groter het aandeel van de aarde-industrie zal zijn op hoogwaardige technologie.
En aangezien de groei van de ruimtevaartindustrie snel en exponentieel zal zijn, zal de groeiperiode van de eerste experimentele bases tot de wereldschaal binnen enkele decennia plaatsvinden, en dan zal de groei van de economie van de aarde ook snel zijn. Met het begin van de kolonisatie van de ruimte zal de mensheid de grenzen van industriële groei onder aardse omstandigheden overschrijden en een nieuwe economische blitzkrieg beginnen. Die zal pas beginnen af te nemen wanneer het hele zonnestelsel door mensen wordt geassimileerd, de economische en industriële macht van de mensheid duizenden keren zal groeien en de mensheid zal evolueren naar een kwalitatief nieuw ontwikkelingsstadium, niet langer een aardse, maar een ruimtebeschaving.
De gevolgen van ruimtekolonisatie voor de mensheid
Kolonisatie van de ruimte zal de aarde veranderen van een geïsoleerd bewoond eiland van het zonnestelsel, waar de mensheid al krap wordt, in een metropool met talloze ruimtekolonies. Na de overgang naar de kolonisatie van de ruimte zal de groei van de smerigste en meest hulpbronnenintensieve industriegebieden, zoals mijnbouw en metallurgie, de grenzen van de aarde overschrijden. De aardse industrie zal zich voornamelijk richten op de productie van wetenschappelijk intensieve, hightechproducten, die de aarde zullen veranderen in het "Silicon Valley van het zonnestelsel".
Verdere groei van de welvaart op aarde zal ten koste gaan van duizenden geautomatiseerde productiecentra verspreid over het zonnestelsel. Die industriële goederen zullen produceren en hun aantal zullen vergroten bijna zonder de deelname van mensen. De hulpbronnen van de ruimte, die volgens aardse maatstaven onbeperkt zijn, zullen de beperkingen voor verdere industriële groei voor ten minste enkele volgende generaties opheffen, en ze zullen zeker voldoende zijn totdat de mensheid het stadium van stellaire expansie bereikt, waardoor de grenzen van de mogelijkheden van de mensheid bijna tot in het oneindige zullen worden uitgebreid.
De oriëntatie van de wereldindustrie op hoogtechnologische producten en het opheffen van de groeigrenzen die de kolonisatie van de ruimte met zich meebrengt, zal leiden tot een toename van het welzijn en de geletterdheid van de gehele aardse bevolking. Universele geletterdheid zal leiden tot een toename van de vooruitgang in de wetenschap, waardoor de toch al snelle wedloop van technologieën versneld wordt, een reeks nieuwe sociale transformaties zal veroorzaken die het leven vrijer en zekerder zullen maken, zal leiden tot de groei van cultuur en creatieve energie in de wereldgemeenschap, en zal de algehele kwaliteit van denken en de kwaliteit van leven verbeteren.
Met het begin van de kolonisatie van de ruimte, zullen problemen van onze tijd zoals armoede, etnische en politieke strijd veroorzaakt door de strijd om hulpbronnen en invloedssferen, de dreiging van wereldwijde economische stagnatie of zelfs een neergang van de beschaving met een terugval naar de middeleeuwen, worden vergeten. Alle energie van de mensheid zal naar de ruimte worden geleid, waar er geen beperkingen zijn voor ontwikkeling en niets te delen. Het moderne voorgevoel van een wereldwijde depressie, dat nu in de lucht hangt, zal worden vervangen door een reeks doorbraken die de een na de ander volgen en de verwachtingen van een op handen zijnde overgang naar een futuristisch ruimtetijdperk.
De overgang van de mensheid naar het stadium van kosmische beschaving zal haar naar een nieuw tijdperk leiden. Net als een half millennium geleden zorgden de maritieme expansie van verschillende Europese staten en de daarmee gepaard gaande internationale handel en stroomproductie voor de overgang van de mensheid naar het industriële tijdperk. Verschillende eeuwen van industriële groei hebben het ontwikkelingsniveau van de beschaving zo sterk verhoogd dat het voor de inwoners van de middeleeuwen een ongelooflijk wonder zou lijken.
De aanstaande kolonisatie van de ruimte zal, net als de uitbreiding van de zee in het verleden, een reeks technologische en wetenschappelijke sprongen maken die een kwalitatieve stijging van het niveau van beschavingsontwikkeling van de mensheid zullen veroorzaken tot een hoogte die nu fantastisch lijkt. Maar in tegenstelling tot de vorige wereldwijde beschavingssprong, de industriële revolutie, zal de aanstaande overgang naar het ruimtetijdperk veel sneller plaatsvinden dankzij de huidige snelheid van vooruitgang. Inwoners van de huidige generatie zullen de resultaten van de uitbreiding van de ruimte kunnen voelen.
Van ruimtevaartdiensten tot ruimtekolonies
En in het huidige stadium is de kolonisatie van de ruimte geen fantasie, maar een richting van de economie. Praktische verkenning van de ruimte begon met de lancering van de eerste commerciële satelliet, en nu is commerciële ruimteverkenning een wereldwijde industrie. Het is nog verre van volledige kolonisatie van de ruimte, maar het scenario dat ik heb voorgesteld voor de ontwikkeling van de ruimtevaartindustrie maakt het mogelijk om een natuurlijke overgang te maken van het onderhouden van satellieten naar wereldwijde industriële kolonisatie van de ruimte, waarmee de mensheid het ruimtetijdperk zal ingaan.
Nikolay Agapov
