Jadi bisakah kita turun dari Bumi dan mulai membangun pangkalan di Bulan atau asteroid? Seperti yang disorot dalam posting blog Kantor Sains dan Teknologi Kebijakan, salah satu cara untuk melakukannya dengan cepat bisa menggunakan sumber daya di situs. Tetapi bagaimana kita memulai? Bisakah kita mampu melakukannya sekarang, dalam iklim ekonomi yang sulit ini?
Space Magazine berbicara dengan Philip Metzger, seorang mantan fisikawan peneliti senior di NASA Space Center NASA, yang telah mengeksplorasi subjek ini secara luas di situs webnya dan dalam makalah yang diterbitkan. Dia berpendapat bahwa melakukan ruang dengan cara ini akan sama dengan bagaimana para peziarah menjelajahi Amerika Utara. Dalam seri pertama dari tiga bagian, ia menguraikan dasar pemikiran dan langkah-langkah pertama untuk membuatnya di sana.
UT: Dikatakan bahwa menggunakan sumber daya di Bulan, Mars atau asteroid akan lebih murah daripada mengangkut segala sesuatu dari Bumi. Pada saat yang sama, ada biaya awal yang melekat dalam hal pengembangan teknologi untuk melakukan ekstraksi ini dan juga mengirim peralatan ini ke sana, antara lain. Bagaimana kita mendamaikan kedua realitas ini?
PM: Industri luar angkasa akan memiliki pengembalian yang luar biasa, tetapi akan mahal untuk memulai. Beberapa tahun yang lalu saya merasa frustrasi karena saya tidak berpikir bahwa kepentingan komersial saja sudah cukup untuk memulainya sepenuhnya dalam generasi kita, jadi saya mengajukan pertanyaan, dapatkah kita menemukan cara yang murah untuk pemerintah dunia (atau dermawan atau orang lain yang mungkin tidak memiliki kepentingan komersial langsung) untuk memulainya hanya karena manfaat sosial yang akan dihasilkannya? Itulah sebabnya saya dan rekan-rekan saya menulis makalah “Bootstrap Cepat Terjangkau dari Industri Antariksa dan Peradaban Tata Surya.”
Kami menganjurkan pendekatan bootstrap karena membantu memecahkan masalah tingginya biaya startup dan memungkinkan manusia untuk mulai menuai manfaat dengan cepat, karena kami membutuhkannya dengan cepat. Pendekatan bootstrap bekerja seperti ini: alih-alih membangun semua perangkat keras di Bumi dan mengirimkannya ke ruang yang siap untuk mulai membuat hal-hal, kita dapat mengirim set perangkat keras yang berkurang ke ruang angkasa dan hanya membuat sedikit dari apa yang kita butuhkan. Kami dapat mengirim sisa bagian yang diproduksi dari Bumi dan menggabungkannya dengan apa yang kami buat di luar angkasa. Seiring waktu kami terus melakukan ini sampai kami berkembang menjadi kemampuan manufaktur penuh di ruang angkasa.
Beginilah cara koloni-koloni di Bumi membangun diri mereka sendiri sampai pada akhirnya mereka dapat menyamai industri di tanah air mereka. Para peziarah, misalnya, tidak membawa seluruh pabrik dari Eropa ke Mayflower. Sekarang butuh ratusan tahun untuk membangun industri Amerika, tetapi dengan robotika dan manufaktur canggih dan dengan intensionalitas kita dapat menyelesaikannya lebih cepat dengan harga yang tetap terjangkau. Kami telah melakukan beberapa pemodelan yang belum sempurna dari pendekatan bootstrap ini dan sepertinya itu akan menjadi bagian kecil dari anggaran ruang tahunan kami dan itu dapat membangun industri hanya dalam beberapa dekade.
Apa yang saya pikir bahkan lebih penting daripada biaya adalah bahwa dengan pendekatan bootstrap kita dapat segera mulai. Kami tidak perlu melengkapi seluruh desain dan pengembangan di muka. Ini juga menyebarkan biaya dari waktu ke waktu sehingga biaya tahunan sangat rendah. Dan itu memberi kita waktu untuk mengembangkan strategi kita, untuk mencari tahu apa yang berhasil dan apa yang akan memiliki pengembalian ekonomi lebih cepat, seiring berjalannya waktu. Banyak orang mencari cara langsung untuk mendapatkan pengembalian dalam ruang, dan ada beberapa ide bagus dan saya yakin mereka akan berhasil. Salah satu contohnya adalah mengatur operasi penambangan yang mengisi ulang satelit komunikasi dalam orbit geosinkron. Jenis-jenis kegiatan ini akan berkontribusi pada, dan akan mendapat manfaat dari, upaya untuk memulai industri di luar angkasa, dan mereka akan menghasilkan pendapatan untuk mendanai bagian usaha mereka.
UT: Mengapa Anda merasa Bulan adalah tempat yang bagus untuk memulai operasi? Apa yang akan memulai beberapa kegiatan di sana? Bagaimana kita pindah dari sana ke bagian lain dari tata surya?
Ketika saya dan kolega saya menulis makalah, kami fokus pada Bulan sebagian karena itu selama program Konstelasi NASA untuk mendirikan pos bulan. Namun, sama-sama mungkin menggunakan asteroid dekat-Bumi untuk memulai industri ruang angkasa ini, atau menggunakan keduanya. Bagaimanapun, kita perlu memulai industri luar angkasa dekat dengan Bumi. Itu akan menjaga biaya transportasi tetap rendah selama startup. Ini juga memungkinkan kita untuk bekerja dengan waktu tunda yang jauh lebih pendek dalam komunikasi radio, yang penting pada tahap awal sebelum robot menjadi cukup otomatis. Idealnya industri akan sepenuhnya otomatis; kami ingin robot mempersiapkan jalan bagi manusia untuk mengikuti.
Namun, jika kita berpikir kita akan membutuhkan manusia selama permulaan awal industri - misalnya, untuk memperbaiki atau memecahkan masalah perangkat keras yang rusak, atau untuk melakukan tugas rumit yang belum dapat dilakukan robot - maka mulai dari dekat Bumi menjadi lebih penting. Ternyata baik Bulan dan asteroid adalah tempat yang sangat baik untuk memulai industri. Kita sekarang tahu bahwa mereka memiliki banyak air, mineral yang darinya logam dapat disuling, karbon untuk membuat plastik, dan sebagainya. Saya senang ada perusahaan yang berencana mengembangkan pertambangan di kedua lokasi sehingga kami dapat melihat mana yang paling baik.
Alasan lain untuk memulai industri yang dekat dengan Bumi adalah agar ia dapat memiliki pengembalian ekonomi awal. Pada akhirnya, ketika segala sesuatu termasuk pesawat ruang angkasa dan depo pengisian bahan bakar dibuat di ruang angkasa oleh robot otonom, maka industri menjadi mandiri dan itu akan membayar kita kembali dengan tak terhindarkan tanpa biaya lebih lanjut. Namun, mencapai titik itu memerlukan investasi serius, dan akan lebih mudah untuk melakukan investasi jika kita mendapatkan sesuatu kembali. Jadi, balas macam apa yang bisa kita dapatkan dalam waktu dekat? Saya menyimpan daftar ide bagaimana menghasilkan uang di luar angkasa, dan ada sekitar 19 item dalam daftar, beberapa gila dan beberapa tidak begitu gila. Beberapa ide serius termasuk: wisata ruang angkasa; membuat dan menjual propelan ke NASA untuk misi eksplorasi dan sains; mengembalikan logam seperti platinum untuk dijual di Bumi; dan membuat suku cadang untuk kegiatan lain di luar angkasa.
Beberapa hal awal yang akan kita lakukan di Bulan atau asteroid termasuk menyempurnakan teknik penambangan gravitasi rendah, mempelajari cara membuat sel surya dari regolith, dan belajar cara mengekstrak logam yang berguna dari mineral yang tidak akan dianggap "bijih" di sini di dunia. Semua ini dimungkinkan dan hanya membutuhkan investasi sederhana untuk membuatnya bekerja.
Dibutuhkan upaya puluhan tahun untuk membuat industri luar angkasa mandiri. Mungkin 2 dekade jika kita memulai segera dan bekerja dengan mantap, atau mungkin 5 dekade jika kita memiliki tingkat pendanaan yang lebih rendah. Tetapi jika robotika bergerak secepat yang diharapkan oleh robot, tidak akan ada lagi tugas pembuatan yang tidak dapat dilakukan robot. Ketika hari itu tiba, dan kami telah menyiapkan rantai pasokan lengkap di luar angkasa, maka akan mudah untuk mengirim set perangkat keras ke sabuk asteroid utama untuk memulai penambangan dan manufaktur di mana ada miliaran kali lipat sumber daya lebih dari apa yang kita miliki di Bumi.
Kemudian, industri bisa membangun pesawat pendarat untuk membawa peralatan ke permukaan Mars di mana ia dapat membangun kota dan akhirnya bahkan mengubah bentuk planet ini. Ketika kita memiliki mesin yang dapat menggunakan sumber daya lokal untuk melakukan pekerjaan dan membangun salinan diri mereka sendiri, maka mereka dapat melakukan peran yang sama di dunia kering yang telah dilakukan kehidupan biologis di Bumi kita yang basah ini. Mereka dapat mengubah lingkungan dan menjadi rantai makanan sehingga dunia-dunia itu akan menjadi tempat di mana manusia dapat bekerja dan hidup. Saya menyadari ini kedengarannya terlalu ambisius, tetapi pertumbuhan teknologi 20 hingga 50 tahun akan membuat perbedaan besar, dan kita hanya berbicara tentang manufaktur - bukan ilmu roket - dan itu adalah sesuatu yang sudah cukup bagus di Bumi. Dengan sedikit ekstrapolasi ke masa depan itu bukan ide gila.
UT: Apa saja peralatan utama dan robot yang kita butuhkan di sana untuk mencapai tujuan ini?
PM: Ada proyek open source yang menarik mengembangkan apa yang mereka sebut "Global Village Construction Set." Ini adalah 50 mesin yang akan mampu memulai kembali peradaban. Ini termasuk hal-hal seperti kincir angin, backhoe, dan printer 3D. Yang kita butuhkan adalah "Perangkat Konstruksi Desa Bulan / Asteroid yang setara."
Sebuah penelitian telah dilakukan oleh NASA pada tahun 1980 untuk menentukan set mesin apa yang dibutuhkan di pabrik-pabrik di Bulan untuk membangun 80% dari bagian mereka sendiri. 20% lainnya perlu dipasok secara konstan dari Bumi. Dalam makalah kami, kami berpendapat bahwa kami dapat memulai dengan penutupan kurang dari 80%, membuatnya lebih terjangkau dan memungkinkan kami untuk memulai hari ini, tetapi sistem harus berkembang hingga mencapai penutupan 100%. Jadi perangkat keras pertama mungkin membuat sel surya mentah, logam, bagian logam cetak 3D, dan propelan roket.
Memiliki hal itu akan memungkinkan kita untuk membuat massa signifikan dari perangkat keras generasi berikutnya serta mendukung jaringan transportasi. Seiring waktu, kami ingin mengembangkan seluruh rantai pasokan yang akan lebih luas dari hanya 50 jenis mesin yang berbeda. Tetapi sebelum kita meletakkan apa pun di luar angkasa, kita akan ingin mengujinya di lokasi kasar di Bumi ini, dan dalam prosesnya kita akan menemukan perangkat mesin apa yang paling masuk akal untuk generasi pertama. Idenya adalah belajar sambil jalan, sehingga kita bisa segera mulai.
Ini adalah yang pertama dari seri tiga bagian tentang membangun pangkalan ruang angkasa. Besok: Berapa banyak uang yang dibutuhkan? Lusa: Membuat robot jarak jauh menjadi pintar.
