Космічна економіка до 2035 року буде коштувати понад $1,8 трильйона, тоді як у 2023-му ця сума становила лише $630 мільярдів, а XXI сторіччя на останньому засіданні Всесвітнього економічного форуму вже назвали сторіччям космосу.
Якщо врахувати, що перші реальні здобутки в космосі були зроблені лише вкінці 1950-х, тобто галузь активно розвивається лише 80 років поспіль, це фантастичні результати, які стали можливими завдяки стрімкому розвитку науки й технологій. Про те, які з них рухають космічну галузь уперед прямо зараз — наша стаття.
Космічні технології вже мають великий вплив на наше життя: забезпечують глобальний зв’язок, точну навігацію, допомагають прогнозувати погоду та моніторити стан навколишнього середовища. Однак це лише видима частина айсберга, адже саме зараз розробляються та впроваджуються напрямки роботи, які визначатимуть ландшафт космічної галузі на найближче десятиліття.
Понад 80% керівників великих компаній розглядають космічні технології як ключ до зростання доходів і диференціації, проте лише 18% станом на зараз інтегрували їх у повсякденну діяльність — Accenture.
Гіперспектральна візуалізація
Ми бачимо світ у трьох кольорових каналах: червоному, зеленому і синьому. Аналогічно за допомогою цих кольорів загальне уявлення про предмети навколишнього світу передають і звичайні камери.
Гіперспектральна візуалізація йде далі й розподіляє світло не на три, а на сотні спектральних діапазонів, що охоплюють як видимий, так і невидимий (інфрачервоний та ультрафіолетовий) спектри. При цьому кожен піксель на такому зображенні містить інформацію не лише про колір, а повний спектральний «портрет» об'єкта є унікальним, наче відбиток пальця людини.
Завдяки гіперспектральній візуалізації ми вже навчилися аналізувати матеріали на відстані — наприклад, досліджувати планети та астероїди, щоб знаходити на них нові речовини, ознаки води чи навіть життя. Як сказав Дава Ньюман, директор медіалабораторії Массачусетського технологічного університету (MIT), ми не можемо прожити без цього жодного дня.
Крім того, сьогодні технологію гіперспектральної візуалізації доповнюють штучний інтелект та машинне навчання, які дозволяють реагувати на будь-які зміни миттєво: від хвороб, що вражає рослини на полях, до витоків із магістральних трубопроводів.
Сонячна енергетика
Енергію сонця можна ефективно збирати та передавати на Землю, а також підживлювати нею пристрої, що працюють у космосі. Хоча зараз ми маємо справу тільки з пілотними проєктами (зокрема від того ж MIT), а масштабне розгортання заплановане на 2040-ті роки, технологія виглядає дуже перспективною.
Космічні сонячні енергетичні системи (SSPS) трансформують енергію сонця у мікрохвильову або лазерну енергію, а потім передають її з космосу на Землю бездротовим способом.
Переваг у SSPS дійсно багато: це екологічна чиста енергія, яку можна збирати 24/7 та перенаправляти в будь-яку точку або ж залишати в космосі, щоб надалі користуватися під час ремонтів або для запуску на орбіту великих вантажів.
Сьогодні ідею застосування сонячної енергетики активно просуває японська космічна агенція JAXA. В неї вже готові прототипи потужних сонячних батарей, які накопичують енергію нашої зірки та перетворюють її з ефективністю приблизно 45%.
Лазерні канали зв’язку
Зараз ми спостерігаємо за масштабним розростанням супутникових сузір’їв. Наприклад, у Starlink їх уже понад 7700, у його найближчого конкурента OneWeb — приблизно 600, а найближчим часом частину ринку планує захопити Amazon зі своїм Project Kuiper.
Поява на орбіті десятків і сотень нових супутників за короткий проміжок часу стала можливою завдяки скороченню витрат на запуски: за останні 10 років ціна впала приблизно в 10 разів і це ще не кінцева позначка. Проте мало додавати нові супутники: потрібно пришвидшувати обмін даним між ними. І з цим мають впоратися лазерні канали зв’язку, також відомі як оптичний зв’язок у вільному просторі (FSO).
Основна перевага лазерного зв’язку перед традиційним оптичним, який довгий час використовується в космосі, — його пропускна здатність. В цьому випадку дані передаються від одного супутника до іншого за допомогою концентрованих лазерних променів замість радіочастот. А це менший час затримки, підвищена безпека в стабільність зв’язку, а також відносно легкі та недорогі наземні термінали.
10% Європейського Союзу вже залежить від космічних навігаційних систем — Accenture.
Активні системи видалення космічного сміття
У Європейській космічній агенції вважають, що сміття на орбіті цілком може зробити її непридатною для користування вже за кілька років. Через сміття космічні кораблі мають маневрувати, витрачаючи дорогоцінне паливо, а супутники ризикують отримати пошкодження, які призведуть… до ще більшого накопичення космічного сміття. Його лавиноподібне розповсюдження називають «ефектом Кесслера», а щоб запобігти йому, довгий час вдаються лише до скорочення терміну перебування супутників на орбіті з 20 до 5 років або використання батарей, які не схильні до вибухів у розрядженому стані.
Водночас набувають популярності активні системи видалення космічного сміття за допомогою роботизованих рук, які дають можливість точно захоплювати та змінювати траєкторію небезпечних об'єктів.
Перспективними також вважають системи, які використовують сітки, гарпуни або потужні лазери для зведення сміття з орбіти. На борту таких пристроїв може бути штучний інтелект, що ідентифікує фрагменти сміття, системи комп’ютерного зору та електромагнітні троси для безконтактного маніпулювання.
Космічний 3D-друк
Перший 3D-принтер запрацював на Міжнародній космічній станції ще у 2024 році — його розробила компанія Airbus спеціально для Європейської космічної агенції. Цей принтер став прикладом адитивного виробництва, яке відкриває нові можливості для проєктування та виготовлення деталей саме у місці їх майбутнього застосування, тобто у космосі. Якщо зараз йдеться про найпростіші пластикові компоненти космічних апаратів, поставок яких раніше доводилося очікувати місяцями, надалі це можуть бути глобальні конструкції на кшталт місячних і марсіанських станцій.
Гвенаель Аридон, провідний інженер Airbus Space Assembly, стверджує: «Металевий 3D-принтер відкриє нові можливості для орбітального виробництва, зокрема надасть можливість створювати несучих конструкцій, міцніших за їхні аналоги з пластику. Астронавти зможуть самостійно виготовляти інструменти на кшталт гайкових ключів або монтажних інтерфейсів для з'єднання кількох деталей. Гнучкість і висока доступність 3D-друку значно підвищать автономність астронавтів, які перебувають у космосі».
Видобуток корисних копалин на астероїдах
Ідея отримувати корисні копалини з космосу виглядає заманливою і вже стала основною для кількох стартапів. Хоча їх важко назвати успішними, людство не покидає ідею замінити класичний видобуток на Землі космічним. Тим більше, що запаси деяких корисних копалин у космосі дійсно вражають — там є величезні родовища нікелю, кобальту, золота, платини й іридію.
Попри технічні складності та велику вартість доставки космічних вантажів, японська компанія iSpace планує місію, яка ставить за мету видобуток ізотопу гелію-3 на місячній поверхні у комерційних об’ємах.
Крім того, мрії про видобуток корисних копалин рухають галузь виробництва промислових роботів, які виконують усі необхідні роботи самостійно, без втручання людини, на поверхнях астероїдів, Місяця та Марса.
«Космос як послуга» (SPaaS)
По аналогії з іншими, «земними» aaS (as a Service) послугами, в космосі розвивається окремий напрям, який дає можливість отримувати доступ до космічних сервісів і ресурсів будь-кому. Тобто йдеться не тільки про державні агенції на кшталт NASA, але й невеликі стартапи, які рухають уперед нову космічну економіку. Наприклад, супутниковий моніторинг (Satellite as a Service) дає можливість орендувати супутники, не вкладаючись у їх розроблення та запуск.
Те саме з космічним туризмом: опинитися на орбіті може будь-хто, а не тільки астронавти, проте зараз цим користуються переважно мільйонери та зірки.
Крім того, ринок космічних послуг, доступних за сервісною моделлю, охоплює доставлення на орбіту вантажів, отримання космічних даних для подальшого аналізу, послуги дозаправлення й обслуговування космічних апаратів чи навіть створення та запуск їх за індивідуальним замовленням.
Попит на такі послуги виник через те, що самостійно створювати та підтримувати космічну екосистему — або, наприклад, суто супутникову мережу — надто дорого та ризиковано. Натомість модель aaS відкриває шлях у космос амбіційним новачкам, які не мають достатньо експертизи, досвіду й інвестицій, щоб пройти його самостійно.
Одні технології з перерахованих вище вже розвиваються і довели свою користь, повномасштабне розгортання інших заплановане на найближчі десятиліття. Проте вже зрозуміло, що низька навколоземна орбіта (LEO), космічні сервіси та дані з часом стають все більш доступними, як і подорожі за лінію Кармана, за якою на висоті приблизно 100 км і починається космос.
Як нещодавно зазначив Андрюс Кубілюс, єврокомісар з оборони та космосу, дуже скоро люди будуть обирати між 100 км до найближчого пляжу та такою ж відстанню до космосу… на вихідні. І це — нова реальність, яку створюють саме космічні технології.
Підписуйтеся на ProIT у Telegram, щоб не пропустити жодної публікації!
