A cél az önfenntartó bolygóközi civilizáció

A Fehér Ház blogján jelent meg egy érdekes interjú amelyet Thomas Kalil készített Dr. Philip Metzgerrel arról, hogyan is tudnánk a világűrben lévő erőforrásokat felhasználni a jövőben. Kalil a a Fehér Ház Tudomány- és Technológiapolitikai Irodájának technológiáért és innovációért felelős igazgatóhelyettese (most ne akadjunk fenn azon, hogy a Fehér Háznak van ilyen irodája, vagy úgy általában saját blogja), és a NASA vezetőivel való egyik megbeszélésen egy megjegyzés szöget ütött a fejébe. A NASA küldött a következőket mondta:



Jelenleg minden erőforrás, amit az űrben felhasználunk, a Földről származik. Szakítanunk kell ezzel a paradigmával, és az űrben az űrből származó anyagokat kell majd alkalmaznunk.

A NASA valójában már elkezdett kísérletezni valami ilyesmivel. Közbülső lépésként a Nemzetközi Űrállomáson már üzembe helyeztek egy 3D nyomtatót, a Mars 2020 rover pedig valódi helyi erőforrás-felhasználást fog demonstrálni azzal, hogy a légköri szén-dioxidból fog oxigént előállítani. De ugyanebbe a kalapba tartozik a magáncégek által vizionált kisbolygó-, illetve Hold-bányászat is.

3D-nyomtatott mintatároló doboz az ISS-en. (Forrás: NASA)

Ez lenne az ISRU, vagyis In-Situ Resource Utilization.

Persze mindez nem megy egyik napról a másikra. A probléma feloldására javasoltak egy lehetséges megoldást Phil Metzger (akkor még NASA Kennedy Űrközpont kutatója) és szerzőtársai egy 2013-as szakcikkükben.

A jelszó a bootstrapping.

A bootstrappingra nincs jó kifejezés a magyarban, de hasonló kifejezésből ered, mint a münchhauseni saját-hajánál-fogva-kihúzás módszere. Valójában az angolban is elég sok mindenre használják, mert Kalil első kérdése rögtön az, hogy mit értenek a “Naprendszer bootstrappingelése” alatt.

Bootstrapping: önmagunk felemelése a bakancs fülénél (=bootstrap) fogva. A boot/booting kifejezés is ebből ered amúgy a számítógépeknél.

A nyersanyagokat a Földről kicipelni az űrbe nagyon drága. De ugyanígy nagyon drága egy teljesen kiépített üzemet elküldeni a Holdra vagy a Marsra, sőt az sem mindegy, hogy házfalakat vagy mikrocsipeket akarunk helyben elkészíteni. A lényeg, hogy fokozatosan kell kiépíteni a gyártáshoz szükséges infrastruktúrát az űrben. Ahogy a kontinensek meghódításakor az első telepesek is egy ideig rá voltak utalva a hajók szállította árukra, gépekre, úgy az űrben is fokozatosan épülne ki a teljes gyártókapacitás. Eleinte csak egyszerű, apró dolgokat állítanánk elő helyben, amely mellé plusz felszerelést vinnénk a Földről, azokat összetéve már összetettebb dolgokat gyárthatnák, így már csak a bonyolultabb alkatrészeket vinnénk a Földről, amivel még összetettebb szerkezetek épülnének, és így tovább, öngerjesztő folyamatként. Vagyis az űripar saját magát húzná ki a Földtől való függésből az egyre nagyobb önállóság felé.

Persze mindez nem megy egyik napról a másikra, de hosszú távon ez tűnik a legjobb útnak.

Kalil következő kérdése nyilván sokakban felmerül: és mire lenne jó ez nekünk?

A válasz többrétű: egyrészt a teljes Naprendszerben milliárdszor annyi mennyiségű erőforrás áll a rendelkezésünkre, mint a Földön. A földi, helyi erőforrások kimerülése mellett szempontként merül fel az új kihívás és az ismeretlen felfedezése, mert ilyenekből (meghódítatlan hegycsúcsok, szigetek, stb) egyre kevesebb van a bolygónkon. Harmadrészt a teljesen új technológiák, például iszonyatos méretű űrtávcsövek megépítése is benne van a pakliban. Egy millió kilométereken át tartó, szegmensekből álló űrtávcső például részletes képet adhatna a más csillagok körül keringő bolygók felszínéről.

Ez talán obszcén módon fellengzősnek hangzik, de Galilei távcsövét a Hubble-űrtávcsővel összehasonlítva azért észrevehető, hogy mi is hasonló feljődést értünk el 400 év alatt.

Hubble. Hübrisz?

De milyen technológiákra van szükségünk ehhez?

Metzger szerint önműködő, autonóm robotok és fejlett gyártástechnológia szükséges ahhoz, hogy az űr, illetve más bolygók felszínét meghódítsuk. Az űr nagyon veszélyes hely az emberi élet szempontjából, ezért sokrétű munkát kell a robotokra bízni, mielőtt elindulnánk valahova ténylegesen letelepedni.

Az űrbéli gyártás más kihívásokat is tartogat, például hogyan lehet faék egyszerűségű, de azért működőképes hajtómotorokat gyártani, vagy a 3D nyomtatókba való minőségű fémet előállítani és adagolni. Ezek teljesen új területek, amelyek így egyelőre nyitottak bárki számára, aki elő tud állni egy jó új ötlettel.

Milyen földi feladatok gyorsíthatják ezeknek a technológiáknak a fejlesztését?

A NASA már most is rendez robotika versenyeket, különböző célkitűzésekkel a regolit bányászattól a durva terepen való közlekedésig. Ezek nagyon fontosak már csak a tanulók, hallgatók bevonása és inspirálása miatt is.

A NASA Sample Return Robot Challenge néhány résztvevője. Összesen 1,5 millió dollárnyi nyereményért megy a harc.

A következő lépés ezen rendszerek integrálása és együttes próbára tevése lehet. Kitehetnénk például egy robotot egy vulkáni törmelékmezőre vagy a sivatagba, hogy bányásszon nyersanyagot, majd amit megszerzett, juttassa el egy napenergiával működő feldolgozóegységhez, amely alapanyagot állít elő belőle a 3D nyomtatónak, amely pedig pótalkatrészt gyárt a bányász egység számára. Ez már egy nagyon egyszerű ellátási láncot modellezne. Ilyen feladatokra lehetne versenyeket kiírni vagy együttműködéseket szervezni, bevonni cégeket, egyetemeket, a hobbi építői közösséget.

Később aztán lehet ezeket továbbfejleszteni, napelem- vagy üzemanyag-gyártás, finomítás, űreszközök automatikus tankolása, rakéták vagy leszállóegységek irányítása lehetnek például az újabb lépések.

A kormány és az kormányzati ügynökségek rengeteget tanulhatnak ilyen versenyek szponzorálásán keresztül.

Hogyan lehetne rávenni több kutatót, mérnököt, vállalkozást, hogy közreműködjenek?

Metzger szerint kezdésként azokra kéne alapozni, akik már most is ezekkel a területekkel foglalkoznak, és a segítségükkel bemutatni az átfogó víziót arról, hogyan segítheti ez az emberiséget. Második lépésként a részvételi lehetőséget kell láthatóvá tenni a kihívások meghatározásával és népszerűsítésével. Harmadrészt meg kell győzni a magánszektort, és ehhez üzleti tervre is szükség lesz. A hosszú távú befektetés mellett például az űripar számos, a földön is gyorsan kiaknázható spin-off technológiát is létrehoz. Végül, amíg nem épül ki a teljes űrbéli ellátási rendszer, az átmeneti, már most megvalósítható lépésekre kell koncentrálni. A kisbolygókról vagy a Holdról való hajtóanyag-bányászat a geostacionárius műholdak pályára állításához, vagy a Marsra való utazáshoz már most is alátámasztató jó gazdasági érvekkel. Ezekre koncentrálva bevonhatunk számos résztvevőt a magánszektorból is.

Az eredeti poszt itt olvasható angolul.

A címlapképet itt találtuk.

Népszerű
Uralkodj magadon!
Új kommentelési szabályok vannak 2016. január 21-től. Itt olvashatod el, hogy mik azok, és itt azt, hogy miért vezettük be őket.