SpaceX: ce que 10 ans de voyages dans l'espace commerciaux prédit pour l'avenir

Dans de nombreux secteurs, une décennie est à peine suffisante pour provoquer des changements spectaculaires, à moins que quelque chose de perturbateur ne se produise - une nouvelle technologie, un nouveau modèle commercial ou une nouvelle conception de services. L'industrie spatiale a récemment profité des trois.

Mais il y a 10 ans, aucune de ces innovations n'était garantie. En fait, le 28 septembre 2008, toute une société observait et espérait que son produit phare tentait un lancement final après trois échecs. Avec des liquidités en baisse, ce fut le dernier coup. Plus de 21 000 kilogrammes de kérosène et d'oxygène liquide ont allumé et alimenté deux étages de rappel du tableau de bord.

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Lorsque cette fusée Falcon 1 a atteint l’orbite et que la société a signé un contrat avec la NASA, SpaceX a survécu à son «plongeon de démarrage». Cette étape décisive - la première fusée à propulsion liquide à avoir été mise au point par le secteur privé - a ouvert la voie à une nouvelle industrie spatiale qui change notre monde, sur cette planète et au-delà. Que s'est-il passé dans les années écoulées et que signifie-t-il pour l'avenir?

Alors que les scientifiques sont occupés à développer de nouvelles technologies qui répondent aux innombrables problèmes techniques de l’espace, un autre segment de chercheurs, y compris moi-même, étudie l’angle des affaires et les problèmes opérationnels auxquels cette nouvelle industrie est confrontée. Dans un article récent, mon collègue Christopher Tang et moi-même examinons les questions auxquelles les entreprises doivent répondre pour créer une industrie spatiale durable et permettre aux êtres humains d’établir des bases extraterrestres, d’exploiter des astéroïdes et d’étendre les voyages dans l’espace, le tout pendant que les gouvernements jouent un rôle croissant. rôle moins important dans le financement des entreprises spatiales. Nous pensons que ces solutions commerciales constituent peut-être la clé la moins glamour pour déverrouiller la galaxie.

La nouvelle industrie spatiale mondiale

Lorsque l'Union soviétique a lancé son programme Spoutnik en mettant un satellite en orbite en 1957, elle a lancé une course à l'espace alimentée par la concurrence internationale et les peurs de la guerre froide. L'Union soviétique et les États-Unis ont joué les premiers rôles en créant une série de «premières» pour le livre des records. Le premier chapitre de la course à l’espace a connu son apogée avec l’atterrissage lunaire historique Apollo 11 de Neil Armstrong et Buzz Aldrin, qui a nécessité un investissement public considérable, de l’ordre de 25,4 milliards de dollars, soit près de 200 milliards de dollars d’aujourd’hui.

La compétition a caractérisé cette première partie de l'histoire de l'espace. Cela a finalement abouti à une collaboration, avec la Station spatiale internationale, un exemple remarquable, alors que les gouvernements travaillaient à la réalisation d’objectifs communs. Nous sommes maintenant entrés dans une nouvelle phase - ouverture - avec des entreprises privées et commerciales en tête.

L’industrie des lancements d’engins spatiaux et de satellites est de plus en plus commercialisée, en partie à cause de la réduction des budgets gouvernementaux. Selon un rapport de la société d'investissement Space Angels, un nombre record de 120 sociétés de capital-risque ont investi plus de 3,9 milliards de dollars dans des entreprises spatiales privées l'an dernier. L’industrie spatiale se mondialise également et n’est plus dominée par les rivaux de la Guerre froide, les États-Unis et l’URSS.

En 2018, à ce jour, il y a eu 72 lancements orbitaux, une moyenne de deux par semaine, depuis des plates-formes de lancement en Chine, en Russie, en Inde, au Japon, en Guinée française, en Nouvelle-Zélande et aux États-Unis.

La hausse des lancements orbitaux de véritables fusées ainsi que des lancements d'engins spatiaux, qui comprennent des satellites et des sondes lancés depuis l'espace, coïncide avec cette ouverture des dix dernières années.

De plus en plus de gouvernements, d’entreprises et même d’amateurs participent à des lancements de vaisseaux spatiaux plus divers que jamais. Avec plus d'entités impliquées, l'innovation a fleuri. Comme le note Roberson dans Digital Trends, «Les vols spatiaux privés et commerciaux. Même l'exploration, l'exploitation minière et la colonisation lunaires: tout cela est soudainement sur la table, rendant la course à l'espace aujourd'hui plus vitale qu'elle ne l'a été depuis des années."

On peut voir cette vitalité clairement dans les nouvelles. Le 21 septembre, le Japon a annoncé que deux de ses véhicules sans pilote, baptisés Minerva-II-1, avaient atterri sur un petit astéroïde distant. Pour des raisons de perspective, l’ampleur de cet atterrissage est similaire à celle d’un objectif de 6 centimètres situé à une distance de 20 000 kilomètres. Et plus tôt cette année, les spectateurs du monde entier ont été émerveillés par le lancement réussi de la fusée Falcon Heavy de SpaceX et - plus impressionnant encore - par le retour de ses deux propulseurs sur une piste d'atterrissage dans un ballet synchronisé aux proportions épiques.

Défis et opportunités

Face à la croissance du capital, des entreprises et du savoir, chercheurs et praticiens doivent déterminer comment les entités doivent gérer leurs opérations quotidiennes, organiser leur chaîne d'approvisionnement et développer des opérations durables dans l'espace. Cela est compliqué par les obstacles que pose l’espace: distance, gravité, environnements inhospitaliers et pénurie d’informations.

L'un des plus grands défis consiste à amener les choses que les gens veulent dans l'espace, dans l'espace. Tout fabriquer sur Terre, puis le lancer avec des fusées est coûteux et contraignant. Une société appelée Made In Space adopte une approche différente en maintenant une installation de fabrication additive sur la Station spatiale internationale et en imprimant en 3D directement dans l’espace. Des outils, des pièces de rechange et des dispositifs médicaux pour l'équipage peuvent tous être créés à la demande. Les avantages comprennent plus de flexibilité et une meilleure gestion des stocks sur la station spatiale. De plus, certains produits peuvent être mieux produits dans l'espace que sur Terre, tels que la fibre optique pure.

Comment les entreprises devraient-elles déterminer la valeur de la fabrication dans l'espace? Où la capacité devrait-elle être développée et comment devrait-elle être développée? La figure ci-dessous décompose l’origine et la destination des biens entre la Terre et l’espace et les range en quadrants. Les humains ont maîtrisé le quadrant inférieur gauche, créé sur Terre - pour une utilisation sur Terre. En partant de là, chaque quadrant introduit de nouveaux défis pour lesquels nous avons de moins en moins de compétences.

J'ai commencé à m'intéresser à ce problème particulier en écoutant un groupe d'experts en robotique discuter de la construction d'une colonie sur Mars (dans notre troisième quadrant). Vous ne pouvez pas construire les structures sur Terre et les envoyer facilement sur Mars, vous devez donc les fabriquer là-bas. Mais placer des bâtisseurs humains dans cet environnement extrême est également problématique. Essentiellement, un mode de production entièrement nouveau utilisant des robots et l’automatisation dans le cadre d’un pré-envoyé peut être nécessaire.

Ressources dans l'espace

On peut se demander où trouver les matériaux nécessaires à la fabrication dans l’espace, mais il existe en réalité une abondance de ressources: des métaux pour la fabrication peuvent être trouvés dans les astéroïdes, de l’eau pour le carburant de fusée est gelée sous forme de glace sur les planètes et des lunes, et des éléments rares comme l’hélium 3 pour l'énergie sont intégrés dans la croûte de la lune. Si nous rapportions cet isotope sur Terre, nous pourrions éliminer notre dépendance aux combustibles fossiles.

Comme l'a démontré le récent atterrissage d'astéroïdes Minerva-II-1, les gens acquièrent le savoir-faire technique nécessaire pour localiser et naviguer dans ces matériaux. Mais extraction et transport sont des questions ouvertes.

Comment ces cas changent-ils l'économie de l'industrie spatiale? Déjà, des entreprises comme Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries et Asterank s'organisent pour saisir ces opportunités. Et les spécialistes commencent à expliquer comment gérer les questions de droits de propriété, d’exploitation et de partenariats.

Menaces de la malbouffe spatiale

Le film «Gravity» s'ouvre sur un satellite russe en train d'exploser, ce qui déclenche une réaction en chaîne de destruction causée par les débris frappant une navette spatiale, le télescope Hubble et une partie de la Station spatiale internationale. La séquence, bien qu’elle ne soit pas parfaitement plausible telle qu’elle est écrite, est un phénomène très réel. En fait, en 2013, un satellite russe s'est désintégré après avoir été touché par des fragments d'un satellite chinois qui a explosé en 2007. Cet effet, connu sous le nom d'effet Kessler, a déjà attiré l'attention sur plus de 500 000 débris spatiaux. cercles. Comment faut-il prévenir, réduire ou atténuer ce risque? Quantifier l'impact environnemental de l'industrie spatiale et s'attaquer à des opérations durables reste à venir.

Et après?

Il est vrai que l’espace est en train de devenir un autre lieu de travail. Certaines entreprises s'occuperont de la logistique nécessaire pour embarquer votre module destiné à l'espace à bord d'une fusée; il y a des compagnies qui vont envoyer ces fusées à la Station spatiale internationale; et il y en a d'autres qui peuvent faire une pièce de rechange une fois là-bas.

Que ce passe t-il après? En un sens, personne ne le suppose, mais tout indique que ce nouveau secteur va de l’avant. Une nouvelle avancée pourrait modifier la vitesse, mais le cap semble fixé: explorer plus loin de chez soi, que ce soit la lune, les astéroïdes ou Mars. Il est difficile de croire qu’il ya 10 ans, les lancements de SpaceX n’avaient pas encore abouti. De nos jours, un secteur privé dynamique est constitué de nombreuses sociétés, allant des engins spatiaux commerciaux à la propulsion de fusées, en passant par l’extraction minière et la production alimentaire. La prochaine étape consiste à consolider les pratiques commerciales et à faire évoluer le secteur.

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Debout dans une grande salle de l'Université de Pittsburgh dans le cadre de la Conférence sur les frontières de la Maison Blanche, je vois l'avenir. Des lunettes de protection virtuelle à la fine pointe de la technologie sont enroulées autour de ma tête. Je regarde la surface de Mars. Chaque détail est immédiat et net. Ce n'est pas simplement un jeu vidéo ou un exercice sans but. La communauté scientifique a consacré des ressources à ces efforts car l'exploration est précédée d'informations. Et qui sait, dans 10 ans peut-être, quelqu'un se tiendra sur la surface réelle de Mars.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation par Joel Wooten. Lisez l'article original ici.