Sunday, 18 Nov 2018

Una solida economia spaziale: commercio e turismo come volano della corsa allo spazio

In un precedente articolo avevamo esaminato le prospettive dell’industria spaziale alla luce dell’annuncio della NASA di voler costruire nei prossimi anni una stazione spaziale in orbita cislunare, che funzionerà da avamposto per l’insediamento di una base permanente sulla Luna e per le operazioni relative al grande balzo che sarà l’invio di un equipaggio umano verso Marte. L’annunciato coinvolgimento dei privati in questa operazione aprirà una serie di oportunità legate al commercio, all’estrazione di materie prime dalla Luna stessa o dagli asteroidi NEO, fino al turismo e alla ricerca scientifica.

In questo nuovo articolo andremo ad esaminare le possibilità a breve termine dell’industria spaziale, le possibilità di sviluppo e di business in base alle scelte che faranno i principali attori del settore per incrementare i loro affari.

La nascente economia spaziale si distingue, in questo momento storico, per un’interessante brillantezza tecnica fatta di innovazioni e dalla continua ricerca dei sistemi migliori per abbassare i costi senza perdere affidabilità, ma con una fragile catena di approvvigionamento e trasporto. uno dei principali limiti è costituito dalla vulnerabilità delle aziende alla scala limitata dei fornitori di componenti spaziali odierni e alla limitata disponibilità di trasporto spaziale.

Una catena di approvvigionamento più forte

Nella produzione, i processi sono guidati dai volumi previsti. La produzione di migliaia o milioni di unità è molto diversa dalla produzione di dozzine. Nel settore spaziale, stiamo assistendo a un cambiamento radicale in quanto, un’industria progettata attorno a 20-25 satelliti GEO l’anno oltre ad un assortimento di forse un centinaio di veicoli spaziali più piccoli, si trova di fronte improvvisamente di fronte alla possibilità che, da un momento all’altro, sarà necessario formare migliaia di tecnici ed operatori se, come sembra, i prossimi anni vedranno crescere in modo importante i business legati allo spazio. Ciò renderà l’industria spziale più affine alla catena di fornitura degli aeromobili, che produce già oltre 1300 aeromobili commerciali di grandi dimensioni all’anno, oltre a migliaia di altri velivoli di ogni tipo ad uso, commerciale, civile e militare.

Nel settore spaziale stiamo già assistendo alla crescita dei volumi unitari nell’ordine di centinaia di o migliaia, con tempi di consegna che sono già scesi da attese di anni fino ai pochi mesi attuali e all’aumento dell’uso di specifiche di protezione, di componenti elettronici sempre più sofisticati e altri componenti di vario genere in base alle esigenze dei clienti. Sono ormai necessari nuovi operatori nel settore, in grado di introdurre componenti a basso costo o più performanti utilizzando tecnologie nuove o a lungo dismesse. Sarà anche necessario abbattere le barriere artificiali per i fornitori, come quelle che impediscono ai fornitori europei di servire i mercati statunitensi e viceversa. In questo nuovo mercato, che probabilmente nei prossimi decenni conoscerà una crescita iperbolica, ce ne sarà abbastanza per tutti. Un numero maggiore di fornitori sarà fondamentale per l’industria spaziale, poiché porterà a tutti una più ampia e diversificata catena di approvvigionamento, con un probabile ulteriore abbassamento dei costi di produzione e dei tempi di attesa.

La frequenza dei lanci ha una grande importanza

Il lancio del Falcon Heavy di SpaceX, seguito dallo spettacolare rientro dei due boosters atterrati sui propri supporti, senza subire danni e pronti per essere riutilizzati, è stato certamente un evento impressionante, ma sono stati probabilmente, nel 2017, i 18 lanci commerciali di successo, effettuati con il vettore riutilizzabile Falcon 9, del 2017 che hanno portato più gioia e vantaggi ai clienti di SpaceX. Nel 2018, SpaceX ha già effettuato 17 lanci commerciali e dovrebbe riuscire senza problemi a fare più lanci dell’anno precedente. Ad effettuare più lanci della compagnia di Elon Musk è stata solo l’agenzia spaziale cinese, che per la fine dell’anno prevede di arrivare a 40, ma è sovvenzionata dal governo e ha nel governo cinese il suo unico cliente. Una robusta infrastruttura industriale spaziale, efficace e remunerativa, è quella in cui i lanci per lo spazio sono numerosi, regolari e prevedibili. Dove i clienti possono ragionevolmente aspettarsi di ottenere il trasporto per sé stessi o i loro carichi utili in un momento prestabilito, così come utilizzerebbero un treno o un aereo. E quando “clienti” vuol dire il lancio di satelliti o altri veicoli spaziali da centinaia di milioni di dollari, la cadenza conta davvero. Ecco perché “18” è stato un numero magico per SpaceX l’anno scorso; ha superato il record di 14 lanci in un anno del razzo russo Proton e il record precedente di 16 missioni della United Launch Alliance realizzato nel 2009 utilizzando missili Atlas 5, Delta 2 e Delta 4.

Già nel 2019, considerando l’esperienza acquisita, una maggiore maturità della supply chain e la riduzione della necessità di approvvigionamenti a lungo termine permessa dalla riusabilità del lanciatore, SpaceX potrà conseguire un ulteriore incremento del numero di lanci complessivi e la loro frequenza, anche in considerazione delle missioni, con equipaggio ed i voli cargo, effettuati verso la Stazione Spaziale Internazionale. Migliorare il tempo e il costo delle operazioni di terra pre-lancio, l’acquisizione di una posizione preminente in un settore dove i potenziali clienti sono sempre più numerosi, l’entrata in servizio per le operazioni commerciali del più capace Falcon Heavy e una maggiore e più veloce riutilizzabilità della versione Block 5 del lanciatore Falcon 9 porteranno ad ulteriori miglioramenti. Bisogna, però, dire che, come per qualsiasi altro tipo di mercato, affinchè questo si consolidi e divenga sempre più allettante e conveniente, è necessario che i concorrenti di SpaceX aumentino, offrendo lanci altrettanto frequenti e affidabili. Basso costo o meno, chiunque pianifichi costellazioni di satelliti o normali voli spaziali commerciali umani vorrà avere la possibilità di scegliere tra più opzioni e un srvizio di accesso allo spazio sempre garantito. Ciò significa, necessariamente, che gli attori di questo mercato dovranno essere in grado di fornire un servizio regolare, frequente e, forse, on-demand.

Ottimizzazione delle operazioni di terra

Le situazioni estreme cui sono sottoposti sono la ragione principale degli alti costi dei veicoli spaziali. Ma ciò che accade a terra può essere un importante fattore di costo, tempo e spese generali quando si tratta di preparare un lanciatore per portare un’astronave per l’orbita, la preparazione dell’astronave stessa lo è. Il costo e la durata delle campagne di pre-lancio possono essere elevati e drenanti anche per carichi utili relativamente sempici e leggeri. Questo non è solo un problema per l’operatore o il produttore, ma anche per il fornitore di servizi di lancio che deve allocare spazio sulla piattaforma di lancio per queste campagne, che spesso si estendono per molte settimane. E mentre le ragioni di questo sono complesse, molto tempo e costi hanno a che fare con la tossicità e la volatilità dei propellenti e di altri materiali energetici coinvolti in qualsiasi veicolo spaziale. Per semplificare le operazioni di preavvio, sarà necessario trovare modi per ridurre o eliminare questi materiali, compreso il passaggio totale a propellenti non tossici o elettrici (A questo proposito si veda cosa fa la società ECAPS). Questi miglioramenti non solo ridurranno i costi relativi alle tempistiche, ma ridurranno le richieste di infrastrutture spaziali critiche, come le strutture di elaborazione del carico utile.

Migliori collegamenti di trasporto, logistica

I sistemi spaziali hanno specifici bisogni e standard e si otterrebbe un grande passo avanti se i grandi operatori nei servizi di logistica globale iniziassero ad offrire servizi affidabili ed efficenti, oltre che a basso costo, per lo spazio, servizi studiati per considerare le esigenze termiche, di vibrazione e di movimentazione di questi componenti. FedEx ha fatto alcuni passi avanti nel fornire questi servizi attraverso le seu proposte di servizi di soluzioni spaziali, ma concorrenti come UPS e DHL dovrebbero entrare su questo mercato e rendere disponibili servizi globali per i sistemi satellitari.

Monitoraggio satellitare chiavi in ​​mano

Per l’operatore di veicoli spaziali di oggi, l’utilizzo e l’acquisizione di reti di terra per far funzionare e monitorare la propria nave spaziale, sia essa sonda, capsula, satellite o altro, è un esercizio di networking patchwork. Gli attuali operatori di tracciamento e telemetria progettarono i loro sistemi con le operazioni GEO in mente, o costruirono le loro reti per coprire solo parte del mondo. Ciò di cui invece l’industria spaziale ha bisogno è una rete globale di stazioni di terra o qualcosa di simile a una versione commerciale del sistema di tracciamento e trasmissione dati della NASA: una rete globale di marchi GEO o MEO in grado di fornire tracciamento e comunicazioni sempre attive. Alcune startup si stanno muovendo in questo senso. Se sistemi di questo genere potranno diventare operativi fornendo un sistema di tracciamento chiavi in ​​mano, telemetria e controllo, verrà rimossa l’ennesima complicazione dalla vita frenetica di un operatore satellitare.

Massimizzare il valore in orbita

Negli ultimi anni, i fornitori di servizi di lancio hanno iniziato a prendere sul serio la domanda di payload secondari, massimizzando il valore dello spazio extra sul veicolo di lancio per accogliere più clienti pagantiOra ci sono nuovi adattatori e distributori di lancio a basso costo e versatili, ma l’industria può andare oltre. bisognerà considerare come utilizzare ogni lancio nella sua massima estensione economica e, laddove possibile, integrare il carico utile di merci dei veicoli spaziali accanto ai carichi utili umani, inclusi carichi e rifornimenti alle stazioni spaziali. Insomma, non più missioni solo con astronauti o solo con merci.

Voli regolari e a basso costo di navi cargo e con equipaggio, come il Dragon di SpaceX o lo Starliner di Boeing o il Cygnus di Northrop Grumman, sono la chiave per rendere lo spazio sempre più interessante come fonte di business. Se dovesse imporsi un nuovo mercato per voli spaziali umani commerciali, un flusso costante di passeggeri paganti imporrà la necessità di voli regolari verso la ISS o persino la realizzazione di una stazione spaziale commerciale. L’accesso regolare allo spazio, con cadenza costante, sarà l’occasione per trasportare anche satelliti. In pratica si potrà lavorare su una doppia opportunità di business, permettendo di abbassare i costi per i viaggi turistici spaziali che, in pratica, permetteranno alle persone interessate di ottenere un passaggio nello spazio partecipando ad una parte della spesa necessaria per mettere in orbita uno o più satelliti. Una potenziale grande fonte di reddito aggiuntivo per gli operatori del settore che potranno schierare astronavi in grado di di trasportare carico ed equipaggio contemporaneamente, una prospettiva cui sembra sia già pronto il Dragon Crew di SpaceX e per cui sembra progettato il futuro BFR, la grande astronave in fase di costruzione, sempre della compagnia di Elon Musk.

Qualcosa di simile è già stato fatto con i voli per la ISS. Piccoli satelliti vengono frequentemente portati nello spazio insieme alle forniture di strumenti, rifornimenti e merci per la Stazione Spaziale. Questi sateliti vengono poi schierati nella loro orbita direttamente dalla ISS. Si tratta di un servizio così economicamente conveniente che, se non fosse per il fatto che l’ISS è in un’orbita relativamente indesiderabile per molti satelliti, centinaia di operatori utilizzerebbero già il servizio per il lancio dei loro satelliti e saturerebbero la capacità di carico del Cygnus e della Dragon. Una nuova stazione spaziale commerciale in orbita polare probabilmente riuscirebbe a finanziarsi e prosperare facilmente, accogliendo turisti e posizionando satelliti. Forse non è lontano il momento in cui operatori come SpaceX, Blue Origin e altri si consorzieranno per realizzarla.

Massimizzare l’utilizzo della LEO

Come disse Robert Heinlein, una volta raggiunta l’orbita bassa della Terra, sei a metà strada da qualunque parte del sistema solare. Quindi perché non ottimizzare il trasporto alla LEO (Low earth orbit) e lasciare che rimorchiatori e stazioni spaziali più efficienti facciano il resto? Ottimizzare non significa solo inviare razzi a basso costo e pesanti fino alla LEO, ma anche capire se sarà possibile utilizzare altre forme di lancio, come le catapulte ad alta potenza, ascensori spaziali o altro, per spingere il carico fino all’orbita bassa con costi ancora minori. Ci sono interessanti nuovi concetti emergenti in quest’area che vale la pena esplorare tecnicamente.

La crescente attività spaziale sta mostrando tutti i limiti del sistema. nonostante tutti gli sforzi e gli investimenti effettuati finora, i lanci spaziali restano un’attività costosa e pericolosa ma, si sa, il bisogno aguzza l’ingegno e, soprattutto, la domanda genera l’offerta. Le idee illustrate in questo articolo, unite a molte altre possibili, permetteranno, in tempi relativamente brevi, un grande sviluppo per la nascente industria spaziale, aprendo spazi di business che saranno riempiti non solo dai lanci di carichi utili, pubblici e privati, ma anche dal prevedibile sviluppo del turismo spaziale, che potrà offrire diverse opzioni, dal semplice giro in orbita, alla permanenza su una stazione spaziale che offra, ad esempio, una sezione attrezzata come una spa, fino alll’organizzazione di vere proprie crociere spaziali che implichino un viaggio fino alla Luna ed una certa permanenza in orbita circumlunare, come ci insegna Elon Musk e che un giorno, magari, includerà anche una permanenza sul nostro satellite naturale. Insomma, l’era spaziale sta iniziando davvero dopo la falsa partenza degli anni ’70 e, stavolta, promette di essere aperta a chiunque.

Non so voi, ma io sono ansioso di viverla..

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