28 نوامبر 2022 -نویسنده: رایان بروکارت
فضا دیگر تنها در اختیار دولت ها و شرکت های هوافضا و دفاعی نیست. کسبوکارهایی که اکنون به دنبال فرصتهای نوظهور هستند، ممکن است مزیت حرکت اول را به دست آورند.
مسافرانی که درست پس از جنگ جهانی دوم سوار پروازهای تجاری شدند، نمیدانستند که سفرهای هوایی طی دهههای آینده افزایش مییابد، و همچنین تودههایی که برای اولین بار در دهه 1990 وارد اینترنت شدند، متوجه نشدند که رایانهها روزی بسیاری از امکانات خود را فراهم خواهند کرد. اخبار، سرگرمی و زندگی اجتماعی. و امروزه، تعداد کمی از مردم میدانند که اقتصاد فضایی – که به طور کلی به عنوان فعالیتهایی در مدار یا سیارات دیگر که به نفع انسان هستند تعریف میشود – به زودی میتواند نحوه زندگی و کار آنها را تغییر دهد.
برخی از نکات تغییرات آتی آشکار است، از جمله سرفصلهای مکرر در مورد SpaceX، Blue Origin، و سایر شرکتهای خصوصی که موشکهای خود را پرتاب میکنند و صور فلکی ماهوارهای را به کار میگیرند. این فعالیتها که زمانی عمدتاً در حوزه سازمانهای دولتی بودند، اکنون در بخش خصوصی امکانپذیر هستند، زیرا پیشرفتهای تکنولوژیکی اخیر در تولید، نیروی محرکه و پرتاب، سرمایهگذاری در فضا و انجام مأموریتها را بسیار آسانتر و کمهزینهتر کرده است. هزینههای پایینتر، راه را به روی استارتآپهای جدید باز کرده و شرکتهای هوافضای تاسیسشده را تشویق کرده است تا فرصتهای جدیدی را که زمانی بسیار گران یا دشوار به نظر میرسید، کشف کنند. پیشرفتهای فنآوری سرمایهگذاران را نیز مجذوب خود کرده است که منجر به افزایش بودجه فضایی در پنج سال گذشته شده است.
پتانسیل برای کاربردهای فضایی نوآورانه بسیار زیاد است، به خصوص اگر شرکت های هوافضای تاسیس شده با کسب و کارهایی که به طور سنتی وارد مدار نشده اند، مشارکت داشته باشند. برای مثال، شرکتهای داروسازی ممکن است آزمایشگاهی در ایستگاه فضایی برای مطالعه رشد سلولی ایجاد کنند، یا شرکتهای نیمهرسانا ممکن است تراشههایی را در کارخانههای فرازمینی بسازند تا تعیین کنند که آیا هر یک از جنبههای محیط فضا، مانند کمبود گرانش، این فرآیند را بهبود میبخشد یا خیر. چنین امکاناتی، که ممکن است چند سال پیش مانند چیزهای علمی تخیلی به نظر می رسید، می تواند در آینده ای نزدیک به بخش اساسی یک تجارت در صنایع مختلف تبدیل شود.
اما چگونه و چه زمانی شرکت ها باید از دسترسی بیشتر خود به فضا استفاده کنند و موارد استفاده نوظهور را دنبال کنند؟ و چگونه میتوانند تصمیم بگیرند که چه فرصتهایی امیدوارکنندهتر هستند، در حالی که فناوری بسیار نوپا است؟ اگرچه بسیاری از موارد نامشخص باقی مانده است، اما شرکت هایی که اکنون بررسی این سؤالات را آغاز می کنند، می توانند مزیت بلندمدتی کسب کنند.
مزایای اقتصاد فضایی – با موارد بیشتری در آینده
فضا مدتهاست که یک انکوباتور قوی برای نوآوری بوده است – ابتدا از سوی دولتها و شرکتهای مخابراتی بزرگ و اکنون از سوی چندین شرکت خصوصی نیز. از زمان پرتاب اسپوتنیک 1 در سال 1957 تا امروز، اقتصاد فضایی بیشتر ارزش خود را از طریق خدمات ماهواره ای، از جمله ارتباطات و داده ها، جمع آوری و تجزیه و تحلیل تصویر، ارائه کرده است. ماهواره ها به شرکت های بزرگ در انجام وظایف متعدد، از جمله نظارت بر موجودی در مکان های دور، مجوز فوری تراکنش های کارت اعتباری، و ویدئو کنفرانس بین المللی کمک می کنند. مصرف کنندگان هر زمان که یک سیستم ناوبری آنلاین مکان آنها را مشخص می کند، یا هنگامی که در طول پرواز هواپیما یا از مکان های روستایی که فاقد دکل تلفن همراه هستند، تماس می گیرند، از فناوری ماهواره استفاده می کنند. و بینندگان تلویزیون میتوانند از ماهوارهها برای ارسال سیگنالهایی که به آنها اجازه میدهد برنامههای مورد علاقهشان را تماشا کنند، تشکر کنند. نقش ماهوارهها در این فعالیتها اغلب نادیده گرفته میشود – بسیاری از مردم ممکن است فکر کنند شبکههای رایانهای زمینی اتصال لازم را فراهم میکنند – مگر اینکه نقصی رخ دهد و توجه را به فناوری پنهان فعال در پسزمینه جلب کند.
علاوه بر این، ماهواره ها به رهبران جهان کمک می کنند تا چالش های اجتماعی، زیست محیطی و اقتصادی را حل کنند. چند راه را در نظر بگیرید که دادههای ماهوارهای میتوانند بینشهایی را ارائه دهند – اغلب مؤثرتر و جامعتر از منابع دیگر:
- تغییر آب و هوا. بیش از 160 ماهواره بر زمین نظارت می کنند تا اثرات گرمایش جهانی را ارزیابی کنند و فعالیت هایی مانند قطع درختان غیرقانونی را که ممکن است به این مشکل کمک کند، شناسایی کنند. ناسا بیش از 20 سال است که از ابزار نصب شده بر روی ماهواره Aqua برای نظارت بر تغییرات محیطی، از جمله تغییرات مربوط به آب اقیانوس، بخار آب، ابرها، یخ دریا و خشکی و بارش استفاده کرده است. ماهوارههای دیگر اطلاعاتی را ارائه میدهند که میتواند به سازمانهای دولتی کمک کند تا اقدامات فوری در مورد آتشسوزیهای جنگلی، فرسایش سواحل و سایر بلایای طبیعی مرتبط با آب و هوا انجام دهند.
- امنیت غذایی. داده های ماهواره ای به طور فزاینده ای برای نظارت بر توسعه محصول و تهدیدات بالقوه برای برداشت، مانند خشکسالی یا تهاجم حشرات استفاده می شود. پروژه SERVIR، مشارکتی بین ناسا و آژانس توسعه بینالمللی ایالات متحده، از دادههای ماهوارههای تصویربرداری زمین و فناوریهای زمینفضایی برای کمک به دولتها برای رسیدگی به مسائل متعدد از جمله کمبود مواد غذایی استفاده میکند.
- امنیت ملی. دولتها که اغلب با شرکتهای بخش خصوصی کار میکنند، میتوانند از تصاویر و دادههای ماهوارهای برای به دست آوردن اطلاعات ارزشمند مانند اطلاعات در مورد حرکت نیروها یا نصب سیستمهای تسلیحاتی استفاده کنند.
بر اساس گزارش بنیاد غیرانتفاعی فضایی، ارزش اقتصاد فضایی در سال 2021 به 469 میلیارد دلار رسید که 9 درصد بیشتر از سال 2020 است که بالاترین رشد ثبت شده از سال 2014 است. زمین، ارزش آینده قابل توجهی می تواند ناشی از عملکردهایی باشد که به طور کامل در مدار اتفاق می افتد، مانند سرویس دهی در مدار، تحقیق و توسعه، و ساخت. با این حال، خدمات ماهوارهای موجود امروز همچنان مهم خواهند بود و میتوانند برای برخی موارد استفاده در حال ظهور حیاتی باشند.
در نهایت، یک نقطه عطف
محققان و دیگر علاقمندان به فضا مدتهاست که در مورد پتانسیل فعالیت تجاری در مدار یا حتی توسعه شهرهای فضایی بحث کردهاند. اما اکنون، با هزینههای کمتر و قابلیتهای تکنولوژیکی بیشتر، اقتصاد فضا در نهایت ممکن است در نقطه اوج قرار گیرد، جایی که کسبوکارها میتوانند فعالیتهای مقیاس بزرگ را در فضا انجام دهند. با ادامه کاهش هزینه ها، شرکت های بیشتری ممکن است به سرمایه گذاری های فضایی فکر کنند. و برای اولین بار، آنها حتی ممکن است بتوانند از حملات به فضا سود ببرند.
راه اندازی بیشتر، هزینه کمتر
هزینه پرتاب های سنگین در مدار پایین زمین (LEO) از 65000 دلار به ازای هر کیلوگرم به 1500 دلار به ازای هر کیلوگرم (به دلار 2021) کاهش یافته است که بیش از 95 درصد کاهش داشته است. 3 طراحی به کمک کامپیوتر، چاپ سه بعدی و سایر نوآوری ها با ساده کردن فرآیند تولید و بهبود زنجیره تامین به کاهش هزینه ها کمک کرده اند. ظهور ارائه دهندگان راه اندازی تجاری جدید که کارایی را در اولویت قرار می دهند نیز کمک کننده است. به عنوان مثال، مهندسان این شرکتها اجزای قابل استفاده مجدد را برای وسایل نقلیه پرتاب توسعه دادهاند که هزینهها را کاهش میدهد و در عین حال پایداری را ارتقا میدهد. افزایش اخیر در فرکانس پرتاب، به ویژه در SpaceX، کاهش هزینه ها را تسریع می کند.
تلاشهای تحقیق و توسعه فعلی میتواند هزینههای پرتاب را حتی بیشتر کاهش دهد. به عنوان مثال، Relativity Space قصد دارد از چاپ سه بعدی، هوش مصنوعی و روباتیک مستقل برای ساخت ناوگانی از موشکهای کاملاً قابل استفاده مجدد و کم هزینه استفاده کند. اولین پرتاب این وسایل نقلیه برای سال 2024 در کیپ کاناورال فلوریدا برنامه ریزی شده است. به طور مشابه، اسپیس ایکس قصد دارد در اواخر سال 2022 یک پرواز آزمایشی مداری کامل برای پرتاب پرتاب قابل استفاده مجدد استارشیپ خود – بلندترین و قدرتمندترین ساخته شده تا کنون – در اواخر سال 2022 انجام دهد.
ماهواره های کوچکتر، دستاوردهای بزرگتر
اندازه و وزن ماهوارهها در سالهای اخیر بهدلیل پیشرفتهای مختلف، عمدتاً توسط شرکتهای خصوصی، مانند استفاده از پنلهای خورشیدی سبکتر و باتریهای کارآمدتر، کاهش چشمگیری داشته است. این تغییرات، همراه با استفاده بیشتر از قطعات تجاری و خارج از قفسه، هزینه های ماهواره را کاهش داده و راه اندازی و عملیات آنها را برای بسیاری از سازمان ها امکان پذیر کرده است. تقاضای بیشتر ماهواره همچنین باعث بهبود هزینه ها می شود زیرا تولید کنندگان با افزایش حجم تولید، صرفه جویی در مقیاس را به دست می آورند. این هزینه های کمتر به تغییر چشم انداز فضا کمک کرده است. ماهوارههای دولتی بزرگ، که قیمت برخی از آنها بیش از یک میلیارد دلار است و تمایل دارند در مدارهای دور از زمین مستقر شوند، اکنون از ماهوارههای تجاری کوچکتر در LEO که اغلب در صورتهای فلکی مستقر میشوند، که ممکن است 100000 دلار یا کمتر هزینه داشته باشند، بیشتر است.
همزمان با کاهش هزینههای ماهوارهها، محققان فناوریهای جدیدی مانند حسگرهای با وضوح بالاتر ایجاد کردهاند که ضبط تصویر، پردازش دادهها و عملکردهای دیگر را افزایش میدهند. ماهوارهها اکنون میتوانند ذخیرههای بسیار بزرگتری از دادهها را نسبت به پنج سال پیش جمعآوری، تجزیه و تحلیل و انتقال دهند.
سرمایه گذاری بیشتر، نوآوری بیشتر
سازمان های دولتی، به ویژه ناسا و وزارت دفاع و جامعه اطلاعاتی ایالات متحده، به طور سنتی بیشترین سرمایه گذاری در فضایی را فراهم کرده اند. در حالی که این آژانسها همچنان منبع اصلی تامین مالی خواهند بود، ترکیبی از هزینههای کمتر و فناوری پیشرفتهتر، سرمایهگذاری بیشتری را از سوی شرکتهای خرید با هدف خاص (SPAC) و سرمایهگذاران خصوصی جذب میکند – روندی که باعث نوآوری میشود.
در سال 2021، بودجه بخش خصوصی در شرکتهای مرتبط با فضا به بیش از 10 میلیارد دلار رسید – بالاترین رقم تاریخ و حدود ده برابر افزایش در دهه گذشته. درصد بودجه جهانی تحقیق و توسعه فضایی که از سوی دولت ایالات متحده تامین میشود از حدود 70 درصد به حدود 50 درصد در مدت مشابه کاهش یافته است. در همین حال، تعداد استارتآپهای مرتبط با فضا که سالانه تأمین مالی میشوند از سال 2010 تا 2018 بیش از دو برابر شده است. مشارکت های خصوصی
موارد استفاده جدید و حرکت بیشتر
اگرچه ابهامات زیادی همچنان ادامه دارد، تحلیلگران به قدری به فضا خوش بین هستند که برخی معتقدند به لطف پیشرفت در موارد استفاده موجود و توسعه برنامه های کاربردی کاملاً جدید، این فضا به یک صنعت 1 تریلیون دلاری تبدیل خواهد شد. قبل از اینکه بسیاری از پروژههای فضایی جاهطلبانه به واقعیت تبدیل شوند، پیشرفتهای زیادی، از جمله کاهش بیشتر در هزینههای پرتاب و عملیاتی، باید انجام شود، اما پیشرفتهای مداوم فناوری، شرکتها را تشویق میکند تا سرمایهگذاریهای خود را در اقتصاد فضایی در حال حاضر افزایش دهند. موارد استفاده جدید را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: کاربردهای فضا برای زمین که فعالیت های زمینی را تسهیل می کند و کاربردهای فضا برای فضا که فقط شامل فعالیت هایی است که در مدار اتفاق می افتد.
کاربردهای فضا برای زمین
ماهوارهها هر سال پیچیدهتر میشوند و به محققان این امکان را میدهند تا موارد استفاده موجود را افزایش دهند و پیشنهادات جدیدی را توسعه دهند. بسیاری از شرکتها اخیراً ماهوارههای کوچکتر و ارزانتری را در LEO مستقر کردهاند – مداری که برای ارتباطات با پهنای باند بالا و با تأخیر کم ایدهآل است – تا اتصال ماهوارهای بهتری را فراهم کنند. در حالی که بیشتر تلاشهای گذشته برای راهاندازی صورتهای فلکی LEO به دلیل هزینههای بالا، تقاضای محدود و بودجه ناکافی با شکست مواجه شد، وضعیت امروز بسیار متفاوت است. استارلینک اسپیس ایکس قبلاً یک صورت فلکی LEO را راه اندازی کرده است و برای شبکه پهنای باند ماهواره ای خود مشتریان پولی دارد. وان وب و پروژه کویپر آمازون، در میان دیگران، همچنین قصد دارند به زودی صورت فلکی LEO را مستقر کنند. تصویربرداری ماهوارهای، فناوری دیگری که اغلب در برنامههای کنونی استفاده میشود، نیز بهبود یافته است و میتواند چندین مورد استفاده جدید را با ارائه اطلاعات دقیقتر و دقیقتر فعال کند.
برخی از مهمترین کاربردهای فضا برای زمین عبارتند از:
- خدمات اینترنتی در مکان های دور. نصب شبکه های زمینی اغلب در مناطق محروم یا روستایی دشوار یا غیراقتصادی است. فراتر از ناراحتیهای اساسی، کمبود اتصال میتواند در خدمات حیاتی، از جمله ارائه آموزش از راه دور یا مشاورههای پزشکی آنلاین، اختلال ایجاد کند. با ارائه خدمات اینترنتی به این مناطق، اتصال ماهوارهای میتواند برابری آموزشی و تعاملات اجتماعی را افزایش دهد و سلامت عمومی را بهبود بخشد، بهویژه در مواردی که همهگیری COVID-19 هنوز برخی از تعاملات حضوری را محدود میکند.
- کشاورزی. حسگرهای راه دور مبتنی بر فضا، دادههای زیادی را جمعآوری میکنند، از جمله تصاویر، اطلاعات مربوط به الگوهای آب و هوا، و اقداماتی برای امواج الکترومغناطیسی، که همگی برای کشاورزی کاربرد دارند. نظرسنجی سالانه پذیرش کشاورز دیجیتال مک کینزی نشان می دهد که 29 درصد از کشاورزان محصولات ردیفی و 45 درصد از کشاورزان محصولات ویژه قبلاً به چنین داده هایی متکی هستند یا برای انجام این کار برنامه ریزی می کنند. بیشترین ارزش حسگرهای ماهواره ای برای کشاورزی به فرصت های بهبود عملکرد مربوط می شود. به عنوان مثال، کشاورزان می توانند از تصاویر ماهواره ای برای شناسایی مناطقی که نیاز به کاشت مجدد در اوایل فصل دارند، به جای انجام یک بازرسی دستی که ممکن است وقت گیر باشد و برخی از مناطق مزرعه را از دست بدهند، استفاده کنند.
- انرژی. شرکتهای برق میتوانند از دادههای ماهوارهای برای نظارت بر پوشش گیاهی که ممکن است با زیرساختهای حیاتی، از جمله خطوط برق تداخل داشته باشد، استفاده کنند. با رسیدگی به مشکلات قبل از تشدید آنها، شرکت ها ممکن است از قطع برق جلوگیری کنند.
- معدن. ماهواره ها می توانند برخی از مهمترین عملکردها را در شرکت های معدنی پشتیبانی کنند. اتصال بهتر ممکن است با کمک به کارشناسان مستقر در دفتر مرکزی در ارتباط با کارکنان محلی برای حل مشکلات، بهرهوری را در سایتهای راه دور بهبود بخشد. دادههای ماهوارهای همچنین میتوانند به شرکتهای معدنی در نقشهبرداری انتشار گازهای گلخانهای، نظارت بر محمولهها در طول زنجیره تامین و بهبود تلاشهای اکتشافی با شناسایی مناطق غنی از مواد معدنی کمک کنند.
- بیمه. تصویربرداری بهتر ممکن است به بیمهگران بیشتری اجازه دهد تا ریسکها و خسارات را در مکانهای دورافتاده بهطور مقرونبهصرفه ارزیابی کنند، با وضوح بهبود یافته و فرکانس توالی تصویر بیشتر، مشکلات را واضحتر مشخص میکند و نیاز به بازدیدهای حضوری را از بین میبرد. آزمایشهای آزمایشی نقشهبرداری مبتنی بر فرکانس رادیویی، که میتواند فعالیتهای کشتیرانی «پنهان» را شناسایی کند، میتواند به مشتریان صندوق تامینی مبتنی بر کالاهای دریایی و کالاها کمک کند تا جابجایی کالاها را در خارج از کشور ردیابی کنند.
برنامه های کاربردی فضا به فضا
بسیاری از برنامههای نوظهور «فضا برای فضا» اکنون برای اولین بار امکانپذیر هستند، زیرا هزینههای پایینتر، پرتابهای مکرر و مأموریتهای طولانیمدت را از نظر مالی مقرونبهصرفهتر میکند. چند مورد استفاده را در نظر بگیرید که می تواند جذابیت بیشتری پیدا کند:
- تحقیق و توسعه. تحقیق و توسعه فضایی یک برنامه کاربردی جدید نیست، اما مشاغل خارج از بخش هوافضا به طور سنتی پروژه های بزرگ مقیاس را در این زمینه انجام نداده اند. با این حال، با هزینههای کمتر و فناوریهای بهتر، این امر میتواند تغییر کند زیرا شرکتها بر اساس تحقیقات انجامشده در ایستگاه فضایی بینالمللی تا به امروز انجام شدهاند. در میان کاربردهای دیگر، شرکتهای داروسازی میتوانند کشت سلولی را برای پیشبینی مدلهای بیماری توسعه دهند. در حالی که این فرهنگ ها در الگوهای شناخته شده روی زمین رشد می کنند، محیط جدید در فضا الگوهای رشد را تغییر می دهد و بینش های جدیدی را آشکار می کند. به طور مشابه، شرکتهای کالاهای مصرفی ممکن است بخواهند محصولاتی را در فضا توسعه دهند، جایی که سطوح بالای تشعشع، وضعیت تقریباً خلاء مانند و گرانش صفر ممکن است طراحی و ساخت را بهبود بخشد. به عنوان مثال، یک تولید کننده محصولات زیبایی ممکن است اطلاعات جدیدی در مورد مراقبت از پوست در محیط خشن فضایی کشف کند که پیری را تسریع می کند.
- ساخت، ساخت و مونتاژ. وسایل پرتاب فوقسنگین مانند استارشیپ اسپیس ایکس، ممکن است ساخت کارخانهها یا کارخانههای تولیدی در مدار را برای شرکتها آسانتر کند. برخی از شرکت های نیمه هادی در حال بررسی پتانسیل ایجاد تراشه در چنین تأسیساتی هستند، زیرا خلاء طبیعی در فضا به طور بالقوه می تواند تکنیک های نوآورانه لایه نازک را با کاهش یا حذف گازها در طول تولید تسهیل کند.
- اکتشاف و سکونت بیشتر در فضا. در صورت ادامه پیشرفت فناوریهایی مانند نیروی محرکه هستهای، اشکال نوآورانه کاوش در اعماق فضا، از جمله مأموریتهای خدمه به مریخ ممکن است. برخی از رهبران، از جمله جف بزوس از شرکت Blue Origin، قبلاً حدس می زنند که تعداد زیادی از مردم حتی ممکن است بتوانند در فضا زندگی و کار کنند. عناوین اخیر در مورد گردشگری فضایی ممکن است اولین نشانه این باشد که فضا دیگر در اختیار چند فضانوردی که با دقت انتخاب شده اند نیست.
فعالیت در بیشتر این مناطق فضا برای فضا در حال حاضر بسیار محدود است، اما پیشرفتهای فناوری بیشتر، مانند ارتباط لیزری بین ماهوارهها و پردازش بهتر لبه (ایجاد حس دادهها در فضا، به جای پس از دانلود) میتواند پیشرفت را تسریع کند. اگرچه هنوز تعیین اینکه کدام موارد استفاده، در صورت وجود، کشش قابل توجهی را به دست خواهد آورد، دشوار است، سهامداران صنعت ممکن است با در نظر گرفتن اقداماتی که به شرکتهای فضایی و دیگران کمک میکند تا در چشمانداز جدید حرکت کنند، پیشرفت را ارتقا دهند. برای مثال، دستورالعملهایی در مورد استفاده از مدارها ممکن است به کاهش احتمال برخورد در فضا که میتواند منجر به زباله شود کمک کند.
به لطف هزینه های کمتر و دسترسی بیشتر، فضا دیگر تنها در اختیار شرکت های بزرگ هوافضا یا سازمان های دولتی با بودجه های هنگفت نیست. این مکانی است که می تواند مزایای بسیاری را – هم در زمین و هم در مدار – برای تقریباً هر بخش تجاری ارائه دهد. در سراسر صنایع، از داروسازی تا نیمه هادی ها، برخی از شرکت ها در حال گسترش قابلیت های فضایی خود، کاوش موارد استفاده جدید، یا اجرای آزمایشی برنامه های کاربردی نوآورانه هستند. در چند سال آینده، رهبران صنعت ممکن است این محرکهای اولیه را با مشاغلی مقایسه کنند که پتانسیل اینترنت را در اوایل دهه 1990 تشخیص دادند و به سرعت برای ایجاد حضور آنلاین اقدام کردند. چالشهای پیش رو – هم فنی و هم مالی – را نمیتوان دست کم گرفت، اما پتانسیل فضا نیز بسیار زیاد است. شرکتهایی که آن را نادیده میگیرند، یا به دلیل گرفتار شدن در چالشهای فعلی یا دست کم گرفتن فرصتهای پیشرو، ممکن است در نهایت خود را در تلاش برای رسیدن به رهبران اولیه بیابند.