Строительство космической базы, часть 2: сколько денег потребовалось бы?

Лунная база

Лунная база

Сколько будет стоить создание космической базы поблизости Земли, скажем на Луне или астероиде? Чтобы выяснить это, «Universe Today» беседовал с Филиппом Мецджером, бывшим старшим научным физиком в Космическом центре Кеннеди НАСА, который широко исследовал эту тему на своем сайте и в опубликованных работах.

В первой части, Мецгер изложил обоснование создания базы, в первую очередь, в то время как сегодня он фокусируется на стоимости.

UT: Ваша публикация 2012 года, достаточно узко описывает то, сколько разработок необходимо на Луне, чтобы создать «самоподдерживаемые и расширяющиеся» промышленности, но не учитывает затраты на получение готовой технологии и на их производимые операции. Почему Вы отложили эту оценку? Как мы можем получить полную картину затрат?

PM: Как мы отмечали в начале статьи, наш анализ был очень сырым и предназначен только чтобы привлечь интерес к теме, так чтобы, возможно, присоединились к нам в этом более полном, более реалистичном анализе другие. Интерес растет быстрее, чем я ожидал, так что, возможно, мы начнем видеть как эти анализы осуществятся теперь включая сметы. Предыдущие анализы говорили о строительстве целых заводов и отправке их в космос. Основной вклад нашей первоначальной статьи должен был указать, что есть эта стратегия самонастройки, которая не обсуждалась ранее, и мы доказывали, что она имеет смысл. Это приведет к гораздо меньшей массе оборудования запущенного в космос и это позволит нам начать работу прямо сейчас, так что мы можем выяснить, как поставить работу оборудования поскольку мы продвигаемся вперед.

Лунная база, концепции марсохода - могут быть использованы для долгосрочных миссий (NASA)

Лунная база, концепции марсохода — могут быть использованы для долгосрочных миссий (NASA)

 

Попытка разработать все до переднего в цепочке поставок для космоса невозможно. Даже если бы мы получили бюджет для этого и сделали такую попытку, то мы обнаружили бы, что она не работает, после того как мы послали ее во внеземную окружающую среду. Есть слишком много вещей, которые могут пойти не так. Эволюция этого в несколько этапов позволит нам устранить ошибки, поскольку мы развиваем программу именно в несколько этапов. Таким образом, публикация приводила доводы в пользу сообщества, которое рассмотрит эту новую стратегию космической промышленности.

Теперь, однако, я могу все еще дать Вам очень сырую смету, если хотите. Наша модель показывает в общей сложности приблизительно 41 тонну аппаратных средств, запускаемых на Луну, но которые приведут к 100,000 тоннам аппаратных средств, когда мы включим то, что будет сделано там по пути. Если 41 тонна оказывается правильным, то давайте возьмем 41% стоимости Международной космической станции как примерную оценку, потому что ее масса 100 тонн, и мы можем примерно оценить, что тонна космических аппаратных средств стоит так же в каждой программе. Тогда давайте умножим на четыре, потому что требуется четыре тонны массы для запуска на низкую околоземную орбиту, чтобы приземлиться в одну тонну на Луне.

Это может быть переоценкой, потому что самой большой стоимостью Международной космической станции был труд на проектирование, строительство, сборку и испытание перед запуском, в том числе стоимости эксплуатации парка космических челноков. Но аппаратные средства для космической отрасли включают в себя множество копий одних и тех же деталей, поэтому затраты проектирования должны быть ниже, и так как человеческие жизни не будут под угрозой, они не должны быть столь же надежными. Как уже говорилось в статье, расходы на запуск также будут намного снижены с новыми системами запуска прибывающими в строй.

Международная космическая станция марта 2009, как видно из шаттла Discovery экипажа вылетающие STS-119. Кредит: NASA / ESA

Международная космическая станция марта 2009, как видно из шаттла Discovery экипажа вылетающие STS-119. Кредит: NASA / ESA

 

Кроме того, стоимость может быть разделена на 3,5 в соответствии с сырым моделированием, потому что 41 тонна необходима, только если промышленность делает копии из себя с такой скоростью, как это возможно. Если мы замедлить его, к созданию только одной копии отрасли по пути, поскольку она развивающаяся, то только 12 тонн оборудования надо будет отправить на Луну. Теперь, когда дана оценка общей стоимости за весь период начальной самонастройки, поэтому если мы занимаем 20 или 30 или 40 лет, для достижения этого, то затем разделим на данную сумму, чтобы получить ежегодную стоимость. Вы заканчиваете числом, которое является меньшей частью годового бюджета НАСА, и миниатюрной долей совокупного американского федерального бюджета, и еще более крошечной частью американского валового внутреннего продукта и совершенно незначительной стоимостью на человека в развитых странах Земли.

Даже если мы с коэффициентом 10 или более, это то, что мы можем позволить себе, чтобы начать делать сегодня. И это не учитывает экономической окупаемости, которую мы будем получать во время запуска космической промышленности. Там будут промежуточные способы, чтобы получить отдачу, такие как заправка спутников связи и возможность для новых научных мероприятий. Вся стоимость не должна производиться налогоплательщиками, как бы там ни было. Это может быть частично финансируемым коммерческими интересами, и со стороны учащихся и других принимающих участие в робототехнических соревнованиях. Возможно, мы можем организовать акции собственности в космической отрасли для людей, которые добровольно предлагают технологии разрабатывающего времени и выполнение других задач как teleoperating роботов на Луне. Назовите это “telepioneering”.

Возможно, наиболее важно то, что технологии, которые мы будем развивать — передовые робототехнические и производственные — те же, что мы хотим, чтобы развивались здесь, на Земле, ради нашей экономики, так или иначе. Так что нет никакой опасности, чтобы сделать это! Есть также нематериальные блага: давая студентам энтузиазм, чтобы преуспеть в своем образовании, уделяя особое внимание усилиям производителя сообщества по содействию ощутимо для нашего технологического и экономического роста и обновления духа времени нашей культуры. Цивилизации падают, когда они становятся старыми и усталыми, когда их энтузиазм уходит, и они перестают верить в ценности, присущие, тому что они делают. Хотим ли мы положительный, восторженный мир совместной работы на благо? Вот оно.

Японская роботизированная рука Кибо на Международной космической станции развертывает CubeSats в течение февраля 2014. Рука держала Маленький Спутниковый Орбитальный Deployer, чтобы отослать маленькие спутники во время Экспедиции 38. Кредит: НАСА

Японская роботизированная рука Кибо на Международной космической станции развертывает CubeSats в течение февраля 2014. Рука держала Маленький Спутниковый Орбитальный Deployer, чтобы отослать маленькие спутники во время Экспедиции 38. Кредит: НАСА

 

UT: У нас теперь есть компьютеры меньшего размера и способность начать CubeSats или сопровождающие спутники меньшего размера на запусках ракеты, то, что не было доступно несколько десятилетий назад. Это уменьшает затраты на отправку материалов на Луну в целях того, что мы хотим сделать там?

Большинство статей о запуске космической отрасли являются с 1980-х и 1990-х годов, потому тогда проводилось большинство исследований и не было финансирования, чтобы продолжить свою работу в последние десятилетия. Действительно, изменения в технологии с тех пор были меняющими правила игры!  Тогда некоторые исследования утверждали, что колония должна будет поддерживать 10000 людей в космосе, чтобы выполнять производственные задачи, прежде чем она сможет получить прибыль и стать экономически самодостаточной. Теперь из-за роста робототехники мы думаем, что мы можем сделать это с отсутствием людей, что резко сокращает расходы.

Наиболее полное исследование космической отрасли было Летнее исследование в Исследовательском центре Эймса в 1980 году. Они были первыми, чтобы обсудить видение наличия полностью автоматизированной космической промышленности. По их оценкам добывающие роботы должны быть сделаны массой в несколько тонн. Совсем недавно, мы на самом деле построили лунных горнодобывающих роботов на «Болотых Работах» в Космическом центре имени Кеннеди, и они около одной десятой тонны каждый. Таким образом, мы продемонстрировали сокращение массы больше чем в 10 раз.

Но эту добавленную изощренность будет более трудно произвести на Луне. Ранние поколения не будут в состоянии сделать легкие металлические сплавы или пакеты электроники. Это потребует более сложной системы поставок. Ранние поколения космической промышленности не должны стремиться делать вещи лучше; они должны стремиться делать вещи которые легче сделать. “Соответствующая технология” будет целью. Поскольку система поставок развивается, в конечном счете она достигнет изощренности Земли. Однако, пока система поставок неполная, и мы посылаем вещи с Земли, мы будем посылать самые легкие и самые сложные вещи, которые мы можем, сочетать с сырыми вещами, сделанными в космосе, и таким образом, достижения, которые мы сделали с 1980-х, действительно уменьшат затраты на самонастройку.

Это вторая статья в серии из трех частей о строительстве космической базы. Ранее: Почему шахта на Луне или астероиде? Вскоре: Создание удаленных умных роботов.

Источник: universetoday.com


В тему:

,
UkrNET - поисково-информационный ресурс