十年的商业空间旅行 - 下一步是什么？

全球发射到太空。轨道发射包括从地球上发射到轨道飞行中的载人和无人宇宙飞船。航天器发射包括所有车辆，如宇宙飞船，卫星和地球或空间发射的探针。Wooten，J.和C. Tang（2018）空间，决策科学的行动;太空发布报告（凯尔2017）;航天器百科全书（Lafleur 2017），CC By-Nd

在许多行业，十年时间几乎不足以引起戏剧性的变化，除非出现一些颠覆性的东西——新技术、商业模式或服务设计。航天工业最近正享受着这三种技术。

但是10年前，这些创新都没有得到保证。事实上，开2008年9月28日一位整个公司都在观看并希望他们的旗舰产品试图在三次失败后尝试过最终发布。现金运行低，这是最后一枪．超过21,000千克煤油和液体氧气从LaunchPAD中点燃和动力两个助推器阶段。

当Falcon 1 Rocket成功达到轨道时，该公司通过NASA获得后续合同，SpaceX幸存了它的“启动Dip”。该里程碑 - 第一个私下开发的液体燃料火箭轨道 - 点燃了一个正在改变我们世界的新的空间行业，在这个星球和超越这个星球上。什么发生在中间的年龄，它的意思是什么？

虽然科学家正在繁忙地开发出一种解决空间无数技术问题的新技术，但是还有另一个研究人员，包括自己，研究业务角度和这个新行业面临的运作问题。在最近的一篇论文中,我的同事克里斯托弗唐和一世调查公司需要回答的问题，以创建一个可持续的航天工业，并使人类有可能建立地外基地，开采小行星和扩展太空旅行- 所有政府在资助空间企业中发挥越来越小的作用。我们认为这些业务解决方案可能会持有较低的迷人钥匙来解锁银河系。

新的全球空间产业

当苏联推出他们的烟熏虫计划时，在1957年在轨道上涂抹卫星，他们踢了一场由国际竞争和冷战恐惧所推动的空间。苏联和美国发挥着主要角色，串联一系列“第一款”为纪录书。第一章太空竞赛尼尔阿姆斯特朗和Buzz Aldrin的历史悠久的阿波罗11月着陆，这需要大量的公共投资254亿美元今天的美元近2000亿美元。

竞争是早期太空历史的特点。最终，随着各国政府朝着共同目标努力，这种合作演变成了国际空间站(International Space Station)，这是一个很好的例子。现在，我们进入了一个开放的新阶段，私营商业公司走在前面。

宇宙飞船和卫星发射的行业正在变得更加商业化，部分原因是萎缩政府预算。根据投资公司的一份报告太空天使，创业120名风险投资公司去年投资了39亿美元的私人空间企业。空间行业也成为全球性，不再被冷战竞争对手，美国和苏联的主导。

2018年至今，已经有了72轨道发射，每周平均两个，来自中国，俄罗斯，印度，日本，法国几内亚，新西兰和美国的发射垫。

轨道推出的实际火箭轨道和航天器发射，包括从太空发射的卫星和探针，在过去十年中恰逢这种开放。

越来越多的政府、公司甚至是业余爱好者参与到各种各样的航天器发射中来。随着更多实体的参与，创新蓬勃发展。正如罗伯逊在书中指出的数字趋势，“私人商业空间。即使是月球探索，挖掘和殖民化 - 它突然间都在桌子上，今天使空间的比赛比在多年来的感受到的是。“

人们可以在新闻中清楚地看到这种活力。9月21日，日本宣布其两辆名为“密涅瓦- ii -1”的无人探测车已经成功发射降落在一颗遥远的小行星上．从这个角度看，这次着陆的规模类似于从2万公里外击中一个6厘米的目标。今年早些时候，世界各地的人们怀着敬畏的心情看着Spacex的Falcon重型火箭成功推出- 更令人印象深刻 - 在史诗般的比例的同步芭蕾舞中返回其两台助推器到着陆垫。

挑战和机遇

在资本，公司和知识的增长中，研究人员和从业者必须弄清楚各种实体如何管理日常运营，组织供应链，并在太空中制定可持续运营。这是复杂的障碍空间构成:距离、重力、不适宜居住的环境和信息匮乏。

最大的挑战之一是把人们想要的东西送上太空。在地球上制造所有东西，然后用火箭发射是昂贵和限制性的。一家名为在空间通过在国际空间站和3-D在太空中的3-D印刷方面维持添加剂制造设施来采取不同的方法。可以根据需要创建机组人员的工具，备件和医疗设备。这些优势包括在空间站上的更多灵活性和更好的库存管理。此外，某些产品可以在太空中生产比在地球上更好，例如纯光纤。

企业应该如何确定太空制造的价值?应该在哪里建立产能，如何扩大产能?下图将货物在地球和太空之间的来源和目的地进行了分解，并将产品划分为象限。人类已经掌握了左下象限，在地球上制造的，在地球上使用的。从这里开始顺时针移动，每个象限都会带来新的挑战，我们对此的专业知识越来越少。

我第一次对这个特殊问题感兴趣，因为我听到了一个机器人专家小组讨论了在火星上建造殖民地（在我们的第三象限中）。您无法在地球上构建结构，并轻松将它们发送到火星，因此您必须在那里制造。但是将人建设者放在这种极端环境中同样有问题。本质上，可能需要使用机器人和自动化在先进的特使中完全新的生产方式。

太空资源

你可能想知道从哪里得到在太空制造的材料，但实际上有一个丰富的资源：制造金属可以在小行星内发现，火箭燃料的水被冻结为行星和卫星上的冰，而氦气-3的稀有元素嵌入月亮的地壳中。如果我们把那个特定的同位素带回地球，我们可以消除对化石燃料的依赖．

正如最近的Minerva-II-1小行星着陆所证明的那样，人们正在获取技术诀窍，找到和导航到这些材料。但提取和运输是开放的问题。

这些案例如何改变空间行业的经济学？已经，像行星资源那月亮表达那深空行业，和艾斯坦克正在组织解决这些机会。学者开始概述如何浏览产权，开发和伙伴关系的问题．

地球空间操作框架。（图片来源：Wooten，J.和C. Tang（2018）太空，决策科学，CC By-Nd的业务）

太空垃圾的威胁

电影《地心引力》(Gravity)以一颗俄罗斯卫星爆炸为开场，由于碎片撞击了一架航天飞机、哈勃望远镜和国际空间站(International space Station)的一部分，引发了毁灭性的连锁反应。这个序列，虽然不完全似是而非，但却是一个非常真实的现象。事实上，2013年，一颗俄罗斯卫星被中国卫星的碎片击中后解体，中国卫星在2007年爆炸。被称为凯斯勒效果那500,000加空间碎片的危险已经在公共政策圈中得到了一些关注。如何防止，减少或减轻这种风险？量化环境的环境影响空间产业解决可持续运营的问题还有待解决。

下一步是什么？

空间正成为另一个商业的地方是真的。有公司将处理在火箭筒上获取您的注定空间模块的物流;有些公司将将那些火箭飞往国际空间站;还有其他人可以在那里制造一个替代部分。

接下来会发生什么?从某种意义上说，这是任何人的猜测，但所有迹象都表明，这个新行业正在向前发展。一项新的突破可能会改变速度，但方向似乎已经确定:探索离地球更远的地方，无论是月球、小行星还是火星。很难相信，10年前，SpaceX的发射还没有成功。今天，一个充满活力的私营部门由几十家公司组成，从商业航天器和火箭推进到空间采矿和食品生产。下一步正在努力巩固业务实践并成熟行业。