Czas kosmicznego biznesu
Jednym z argumentów przekonujących wojskowych do współpracy w tej dziedzinie z firmą Muska jest sukcesywne instalowanie przez SpaceX konstelacji satelitów Starlink (1). W innym tekście w tym numerze MT piszemy o planie wykorzystania sieci Starlink jako alternatywy dla GPS.
Sukcesy SpaceX miały znacznie szerszy wpływ na biznes i politykę, niż to się wielu ludziom wydaje. SpaceX wprowadził ferment komercyjnej branży transportu orbitalnego, radykalnie obniżając ceny startów. Wymusił na dotychczasowych potentatach Arianespace i United Launch Alliance, i ich klientach, czyli rządach, nowe reguły gry. Jeśli firma Muska oferowała to samo taniej, to dla dysponujących pieniędzmi podatników decydentów nie było żadnej wymówki.
Przez jakiś czas, zwłaszcza w dziedzinie obronności i szczególnie wrażliwych projektów kosmicznych, można było wskazywać na niższą wiarygodność SpaceX niż "sprawdzonych partnerów". Jednak podane wyżej przykłady zainteresowania wojskowych współpracą pokazują, że to już przeszłość. Firma Muska jest już godna pełnego zaufania.
"SpaceX zwiększył dostęp do orbity, obniżając koszty i wprowadzając po raz pierwszy na rynek przejrzystość, publikując ceny", wyjaśnia w jednym z wywiadów Chad Anderson, prezes Space Angels, firmy typu venture capital, która zainwestowała w SpaceX. "To otworzyło przestrzeń dla przedsiębiorców".
Inwestorzy mogli przez jakiś czas dokładać, by SpaceX się rozwijała, ale to nie trwa wiecznie. Musk musiał realnie obniżyć koszty, przede wszystkim, co zapowiadał już na początku 2010 r., urzeczywistnić odzysk rakiet i zrobić z tych drogich urządzeń sprzęt wielokrotnego użytku. Udało się osiągnąć to pod koniec 2015 r. Obecnie wiele innych firm i agencji, nawet Chiny, testują systemy lądowania głównych członów rakiet i ich odzysku.
Jak Krzemowa Dolina pozwoliła się zabrać w kosmos
W 2019 r. wartość całkowita globalnej gospodarki kosmicznej wyniosła 366 mld USD, co stanowi wzrost o 1,7 proc. w stosunku do 2018 r., wynika z raportu "State of the Satellite Industry 2020". Sektor komercyjny zdominował rynek, odpowiadając za prawie 75 proc. światowej aktywności związane z kosmosem. Przychody komercyjnej branży satelitarnej wyniosły 271 miliardów dolarów. Na Stany Zjednoczone przypadły 114 mld dolarów, czyli około 42 procent. Na koniec 2019 r. na orbicie znajdowało się 2460 aktywnych satelitów, w większości komercyjnych, na 75 krajów operujących w przestrzeni kosmicznej. Dziesięć lat temu na orbicie znajdowało się tylko 986 satelitów, w większości należących do rządów.
Spośród 102 startów w 2019 r. (niektóre loty wynoszą więcej niż jednego satelitę), 78 zostało przeprowadzonych przez komercyjne firmy zajmujące się transportem satelitów. Łączna liczba wystrzelonych na orbitę satelitów jest rekordowa - 386. Oznacza to 17-procentowy wzrost w porównaniu z rokiem 2018.
Tempo wynoszenia na orbitę wzrasta, a jednocześnie koszt wyniesienia satelitów, podobnie jak koszt ich produkcji, spada. Amerykańskie Stowarzyszenie Przemysłu Satelitarnego (SIA) tłumaczy to w oficjalnych komunikatach większą liczbą opcji i konkurencją.
Nowe techniki mapowania optycznego, radarowego i radiowego przyczyniły się do imponującego 11-procentowego wzrostu przychodów z teledetekcji satelitarnej. Większość, ale nie wszystkie, satelity teledetekcyjne znajdują się na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO), na wysokości poniżej 2000 km. Boom na teledetekcję pozwala szybko rozwijać się start-upom wspieranym przez kapitał wysokiego ryzyka, takim jak Capella Space. LEO cieszy się zainteresowaniem również podmiotów wchodzących na rynek usług szerokopasmowych, takie jak SpaceX i Amazon w USA.
Od początku 2009 r. do trzeciego kwartału 2019 r. 509 start-upów z branży najogólniej mówiąc kosmicznej, pozyskało 24,6 miliarda dolarów, wynika z danych firmy Space Angels. Biznes ten ruszył z miejsca na początku naszego wieku, gdy miliarderzy Elon Musk, Jeff Bezos i Richard Branson założyli odpowiednio SpaceX, Blue Origin i Virgin Galactic. Paul Allen poszedł za nim w 2011 roku, tworząc Stratolaunch Systems. Gdy miliarderzy stanęli na czele przedsięwzięć, kapitał wysokiego ryzyka zalał rynek.
"Dobrą analogią jest porównanie z falą komputerów osobistych w porównaniu do starszych maszyn mainframe", komentuje ten boom Dan Rasky, naukowiec NASA Ames Research Center i dyrektor Emerging Commercial Space Office. "Wcześniej, aby mieć statek kosmiczny, trzeba było być jednostką rządową. Teraz można zbudować mały statek kosmiczny, a opcje startowe są różne. Ludzie są pomysłowi, gdy mają dostęp do technicznych innowacji".
Kiedy rozpoczęła się dekada, cubesaty (2) były popularnymi narzędziami dydaktycznymi i testerami nowych technologii. Wzrost popularności nanosatelitów o standardzie nazwanym "cubesat" w miarę upływu dekady stawał się coraz bardziej wyraźny. Przez większą część dekady działalność komercyjna koncentrowała się na pakowaniu coraz to potężniejszych technik obserwacji Ziemi w te małe kostki. Są one jednym z symboli rewolucji kosmicznego biznesu.
NASA dała szansę SpaceX i innym
Kosmiczny biznes to w gruncie rzeczy nie nowość. Od lat 60. XX wieku NASA polegała na prywatnych wykonawcach przy projektowaniu i budowie statków kosmicznych dla każdego ważnego programu lotów kosmicznych człowieka, począwszy od projektu Mercury. Prywatne firmy zbudowały dla NASA rakietę Saturn V, która zabrała pierwszych ludzi na powierzchnię Księżyca. Jednak przez większą część XX wieku firmy, które zbudowały te rakiety i statki kosmiczne, nie skupiały się wyłącznie na podróżach kosmicznych. Zamiast tego, wielcy wykonawcy specjalizowali się w technologiach kosmicznych, a jednocześnie koncentrowali się na innych dziedzinach techniki, takich jak lotnictwo i obrona. Realizowali oni wyłącznie rządowe kontrakty - albo z NASA, albo z Departamentu Obrony - i najczęściej rząd mówił im dokładnie, co mają robić.
"W tym starym modelu rząd wynajmował Lockheeda lub Boeinga albo kogoś innego, kto zbudowałby jedną z tych rakiet", mówił w serwisie "The Verge" Brian Weeden, dyrektor ds. planowania programu fundacji Secure World Foundation. "Prawie wszystkie pieniądze pochodziły od rządu, a rząd miał całkowitą kontrolę nad tym, co zostało zbudowane". Tak zbudowano prom kosmiczny, Międzynarodową Stację Kosmiczną, teleskop Jamesa Webba. Wszystkie te rzeczy są własnością i są kontrolowane w pełni przez NASA, chociaż zostały zbudowane przez prywatnych wykonawców.
Największy dostawca rakiet nośnych w USA od 2006 r., United Launch Alliance, został utworzony głównie w celu udostępnienia satelitów bezpieczeństwa narodowego Departamentowi Obrony USA. "Ponieważ firmy zainteresowały się wyłącznie klientem rządowym i koncentrowały się na nim, do 2010 r. trudno było mówić o jakimkolwiek znaczącym komercyjnym sektorze kosmicznym", mówił w "The Verge" Greg Autry z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, specjalizujący się w nowej przestrzeni kosmicznej. "Jeżeli prywatna firma z Tajlandii chciała wystrzelić satelitę telewizyjnego lub izraelska firma chciała wystrzelić satelitę komunikacyjnego, amerykański pojazd startowy nie był nawet brany pod uwagę".
Ale po 2000 r. na arenie kosmicznej pojawił się nowy gracz. Space Exploration Technologies Corp., kierowana przez miliardera Elona Muska, poszła inną drogą. Firma skupiała się wyłącznie na podróżach kosmicznych, mając bardzo ambitny cel długoterminowy - założyć kiedyś osadę na Marsie. Po pierwsze, musiała zbudować prawdziwe rakiety i być przy tym wszystkim opłacalna. Zamiast skupić się wyłącznie na kontraktach rządowych, SpaceX poszukiwała każdego możliwego klienta, od NASA i Departament Obrony USA, po komercyjnych i międzynarodowych operatorów satelitarnych.
Kiedy SpaceX starała się wyrobić sobie markę, NASA zaczęła eksperymentować z nowym sposobem kontraktowania, dążącym do cięcia kosztów. Nowy model był idealny dla firmy takiej jak SpaceX. Mogła ona wykorzystać inwestycję rządową do wsparcia rozwoju swoich rakiet, a następnie ostatecznie wykorzystać rakiety do zarobienia pieniędzy na sfinalizowanym projekcie. Kiedy SpaceX opracowała rakietę Falcon 9, próbowała umieścić na niej jak najwięcej satelitów. Aby pozyskać większą liczbę klientów, SpaceX starała się obniżyć koszty wystrzelenia rakiety dzięki nowym metodom produkcji i organizacji.
SpaceX od 2012 roku prowadzi regularne misje zaopatrywania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ładunki (3). NASA obecnie polega na SpaceX i Boeingu, jeśli chodzi o projekty budowy statków kosmicznych zdolnych do przenoszenia ludzi na orbitę, co wreszcie doprowadziło do pierwszego lotu "prywatnej" kapsuły Dragon 2 z dwoma astronautami na ISS, Dougiem Hurleyem i Bobem Behnkenem 30 maja tego roku. NASA nie kupiła statku SpaceX na własność, ale może wysyłać astronautów w kosmos za ułamek ceny, jaką płaciła Rosjanom za transport Sojuzami. CST-100 Starliner Boeing ma zacząć latać z ludźmi na pokładzie od przyszłego roku.
Na Księżycu też można zarobić
Kolejnym polem do popisu dla prywatnej inicjatywy może być księżycowy program Artemis. NASA liczy, że komercyjni wykonawcy przygotują wiele elementów misji i planowanej infrastruktury. Niedawno Dynetics, wojskowy dostawca z Alabamy, ujawnił pełnowymiarowy model swojego systemu lądowania załogowego (HLS), który miałby posłużyć jako księżycowy lądownik podczas misji planowanej na 2024 r.
Wiadomość nadeszła po tym, jak w sierpniu Blue Origin Jeffa Bezosa dostarczyła do Centrum Kosmicznego NASA w Johnson Space Center pełnowymiarowy prototyp swojego systemu lądowania z ludźmi na pokładzie. Oparty jest na wypróbowanym już w lądowaniach po lotach orbitalnych pojeździe New Shepard.
Także SpaceX ma umowę z agencją na opracowanie statku kosmicznego zdolnego do lądowania na Księżycu. I tu nadszedł czas na przejście do projektu SpaceX, który początkowo nie był traktowany poważnie, ale może stać się bardzo ważną kartą w ręku Muska.
Mowa o imponującym Starshipie, którego aż sześć różnych prototypów zbudowała dotychczas SpaceX. Mowa o dwustopniowym pojeździe kosmicznym o łącznej wysokości 120 m i średnicy 9 m, który jest koncepcyjnym potomkiem wcześniejszych pomysłów Muska nazywanych "Interplanetary Transport System" i rakiety BFR. Do budowy obu stopni pojazdu zamiast włókna węglowego używana jest stal nierdzewna. W ten sposób obniżane są koszty produkcji, przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości w temperaturach kriogenicznych. Stal ze względu na wyższą temperaturę topnienia ma również zmniejszyć potrzebną grubość osłon termicznych.
W ubiegłym roku Musk powiedział, że pełne możliwości ponownego użycia i oszczędne zużycie paliwa obniży koszt każdego startu statku do dwóch milionów dolarów. Eksperci sądzą, że będzie to raczej ok. 10 mln, co i tak wychodzi niezwykle tanio za kilogram wynoszonej masy.
Rakieta o średnicy 9 metrów mogłaby z łatwością pomieścić duże obserwatoria kosmiczne, na które istniejące obecnie rakiety są za małe. Jednym z powodów niekończących się opóźnień dotykających kosmicznego teleskopu Jamesa Webba, następcy kosmicznego teleskopu Hubble’a, była potrzeba złożenia jego podzielonego na segmenty 6,5-metrowego lustra, aby zmieścił się na pokładzie europejskiej rakiety Ariane 5.
Być może biznesowo ważniejsze jest to, że Starship mógłby również wywierać presję na Space Launch System (SLS), opracowaną przez NASA ciężką rakietę nośną, która ma pomóc zabrać ludzi na Księżyc i na Marsa. W grudniu 2019 roku administrator NASA Jim Bridenstine powiedział, że koszt jednego jej startu może wynosić nawet 900 milionów dolarów. Nawet więc, jeśli SLS w końcu poleci, jak się zapowiada, w dziewiczy lot w przyszłym roku, to będzie to bardzo kosztowna zabawka. Konsekwentnie prace SpaceX przy Starshipie wskazują, że Musk wierzy w to, że rząd USA umie liczyć, wierząc zarazem, że Starship będzie latać.
Elon Musk zaproponował wykorzystanie 50-metrowej wersji tej rakiety jako lądownika w programie Artemis (5). To zszokowało wszystkich. Wielu ekspertów uznało, że tak ogromny statek lądujący może wyrządzić tam więcej szkody niż pożytku, wzbijając np. ogromną burzę pyłową, która utrudni jakąkolwiek działalność i nawet zagrozi innym misjom księżycowym.
Podział na strefy interesów
Amerykanie chcą też wprowadzenia nowych zasad prowadzenia biznesu w kosmosie, które zastąpiłyby stare konwencje dotyczące przestrzeni. Prezydent Donald Trump wydał w kwietniu 2020 r. rozporządzenie wykonawcze, "zachęcające do międzynarodowego wsparcia dla odzyskiwania i wykorzystywania zasobów kosmicznych". Wspomniana wcześniej umowa Artemis Accords ma uzupełnić Traktat o Przestrzeni Kosmicznej z 1967 roku i zapewnić solidną podstawę prawną dla operacji prywatnych przedsiębiorstw na Księżycu, Marsie, asteroidach i w innych częściach Układu Słonecznego.
Przypomnijmy, że ów traktat, którego stronami są Stany Zjednoczone i wszystkie inne mocarstwa, zabrania "zawłaszczania" Księżyca i innych ciał niebieskich przez państwa, deklarując, że działalność kosmiczna "będzie domeną całej ludzkości". Niektórzy widzą w tych zapisach zakaz prywatnego zawłaszczania zasobów. Rozporządzenie wykonawcze prezydenta Trumpa odrzuca to stanowisko: "Przestrzeń kosmiczna jest unikalną prawnie i fizycznie dziedziną działalności człowieka, a Stany Zjednoczone nie postrzegają jej jako obszaru globalnej wspólnoty".
Rozporządzenia Trumpa odrzuca również Traktat Księżycowy z 1979 r., który ma na celu zakazanie prywatnej eksploatacji zasobów kosmicznych i nakazuje, aby wszelka taka działalność odbywała się pod nadzorem władz międzynarodowych. Prezydent Carter początkowo poparł pakt, ale w obliczu powszechnego sprzeciwu, Senat USA nigdy nie podjął się jego ratyfikacji. Tylko 17 z 95 członków Komitetu Narodów Zjednoczonych ds. Pokojowego Wykorzystania Przestrzeni Zewnętrznej ratyfikowało Traktat Księżycowy. Żaden z nich nie ma aktywnego programu kosmicznego.
Rosja zareagowała na to, sprzeciwiając się "próbom zawłaszczenia przestrzeni kosmicznej i agresywnym planom faktycznego zajęcia terytoriów innych planet".
Jedną z ważnych koncepcji zawartych w Artemis Accorda jest koncepcja, zgodnie z którą bazy na ciałach niebieskich będą otoczone "strefami bezpieczeństwa". Jest to więc oznaczanie terenu i grodzenie go, bo trudno sobie to inaczej wyobrazić. Zatem w konsekwencji możemy spodziewać się w przyszłości wydzielania stref interesów i wpływów na Księżycu, a potem także w innych miejscach Układu Słonecznego.
Mirosław Usidus
Zobacz także:
Legenda o kosmicznym Eldorado. Nowa nadzieja dla górnictwa na asteroidach
Terraforming - budowanie nowej Ziemi w nowym miejscu
Raport: Stare dobre rakiety kosmiczne
