@SpaceWatchGL Sommerlesung: Die Wunder von Mikro

Der Moment, in dem die stillgelegte ISS beim Wiedereintritt verbrennt und in den Pazifischen Ozean stürzt, wird herzzerreißend sein. Zugegeben, wir werden die chinesische Raumstation Tiangong weiterhin als Symbol für Regierungs- und Unternehmertum haben. Aber wenn der (amerikanische) Privatsektor ausschließlich für andere orbitale Raumstationen als die chinesischen verantwortlich ist, wenn auch mit einigen Freunden und Verbündeten, die die Regierungen als Ankerkunden unterstützen, was wird dann mit der globalen Zugänglichkeit von Mikro-G passieren?

Ein 2021 von Christine Joseph und Danielle Wood veröffentlichter Artikel mit dem Titel „Analysis of the Microgravity Research Ecosystem and Market Drivers of Accessibility“ untersuchte dieses Problem. In ihrer Studie stellen die Autoren Folgendes fest: „Während die NASA die Kommerzialisierung der erdnahen Umlaufbahn (LEO) und die Entwicklung einer cislunaren Station anstrebt,Konkrete Pläne zur Veränderung der öffentlich-privaten Beziehung der ISS sind unklar . Angesichts der anhaltenden Notwendigkeit, die Mikrogravitationsforschung fortzusetzen – von Regierungen und der Privatwirtschaft – ist es für die Aufrechterhaltung einer zugänglichen und nachhaltigen Weltraumwirtschaft von entscheidender Bedeutung, die soziotechnischen und politischen Probleme zu verstehen, die sich auf das Ökosystem zukünftiger Mikrogravitationsplattformen auswirken.“

Um die Zugänglichkeit des sich entwickelnden Mikrogravitationsforschungsökosystems objektiv zu bewerten und zu messen, entwickelten die Autoren eine Methodik, die besonderes Augenmerk auf „die Marktdynamik legt, die sich auf die Eintrittsbarrieren für aufstrebende Raumfahrtnationen und nicht-traditionelle Raumfahrtteilnehmer auswirkt“ und kamen zu folgendem Schluss: „Bewertungen gefunden.“ dass Endnutzer eine Vielzahl vollständig öffentlicher, gemischter öffentlicher/privater und vollständig privater Wege nutzen, um Zugang zu Mikrogravitations-Forschungsplattformen zu erhalten, und dass gemischte öffentliche/private Wege ein Höchstmaß an wirtschaftlicher und administrativer Offenheit förderten.“

Der geschäftliche Übergang von der ISS zu kommerziellen Raumstationen ist eine rein amerikanische Angelegenheit. Der Wettbewerb findet zwischen Axiom Space, Nanoracks (basierend auf einem Design von Lockheed Martin), dem von Blue Origin geleiteten „Orbital Reef“-Projekt, zu dem Sierra Space und andere gehören, und Northrop Grumman statt. Die NASA hat bereits 550 Millionen US-Dollar für erste Verträge bereitgestellt, die auf diese vier Plattformen für die Einreichung von Geschäftsvorschlägen aufgeteilt werden. Etwa im Jahr 2025 sollen ein oder mehrere Gewinner ausgewählt werden, die bis 2028 vollständig betriebsbereit sein sollen, sodass den Benutzern bis 2030 ein reibungsloser Übergang von der ISS zu den ausgewählten Plattformen ermöglicht wird. Der erste Auftrag wurde an Axiom Space vergeben, dessen Modul beigefügt ist zur ISS wird sukzessive zu einer polyvalenten Plattform ausgebaut, bis sie sich in eine eigenständige Umlaufbahn löst. Polyvalent bedeutet, dass die Plattform einer Reihe von Kunden aus dem öffentlichen und privaten Sektor eine Vielzahl von Dienstleistungen wissenschaftlicher, technischer, logistischer und industrieller Art bereitstellen wird, wobei ein erheblicher Teil der Einnahmen darüber hinaus aus dem Weltraumtourismusmarkt stammt (vorausgesetzt, dass Tourismus zustande kommt). .

Die Experimente werden in Geräten verpackt, die die Größe eines großen Schuhkartons haben und nur wenige Kilogramm Fracht transportieren

Es klingt jedoch nicht völlig verrückt, von kommerziellen Plattformen zu erwarten, dass sie mit polyvalenten Geschäftsmodellen beginnen und in der Lage sind, Einnahmen aus verschiedenen Arten von Quellen zu erzielen. Eine dieser Aktivitäten wird eindeutig wissenschaftliche Forschung, Tests und Prototypenfertigung sein, die Mikro-G nutzt. Diese Aktivitäten, zunächst einmal im kleinen Gewichts- und Volumenbereich, werden wahrscheinlich mehrere Jahrzehnte andauern. Wie wir in Teil 1 gesehen haben, ist es sinnvoll, als ersten Schritt die Erforschung und Produktion von Substanzen oder Materialien mit geringer Größe, einem Gewichtsbereich unterhalb des Kilogramms und einem relativ hohen Wert für den Material- oder Biowissenschaftsbereich in Betracht zu ziehen letztendlich die industrielle Wertschöpfungskette des Marktes, auf den sie sich beziehen. Das bedeutet pharmazeutische Experimente im Nanogramm- bis Gramm-Bereich und Biomaterialien, menschliche Körperteile, Agrar- und Lebensmittelstoffe, Speziallegierungen oder die Protoproduktion von Halbleitermaterialien im Unter-Kilogramm-Bereich. Das Experiment wird in Geräten in der Größe eines großen Schuhkartons verpackt, die nur wenige Kilogramm Fracht beim Hin- und Hertransport mit der Erdoberfläche transportieren und dabei routinemäßige Transferflüge nutzen. Der Prozess ist miniaturisiert, automatisiert und autonom, mit minimaler menschlicher Aufsicht.

Eine Fabrik ohne Licht, auch „dunkle Fabrik“ genannt, ist nach der Definition von Siemens „eine Fabrik, in der die Anforderungen an menschliche Aktivitäten so gering sind, dass die Anlage im Dunkeln ohne menschliches Eingreifen vor Ort betrieben werden kann“. Dies könnte der Weg sein, Mikro-G wirtschaftlich nachhaltig zu machen. Solche Orbitalanlagen (wie die von Space Forge beschriebene) wären autonom, vor äußeren Einflüssen geschützt und würden kommerzielle Stationen für die Versorgung nutzen. Mit Fortschritten in der Automatisierung und Autonomie werden wir wahrscheinlich erleben, wie sich solche „dunklen Fabriken“ im Orbit ausbreiten und Pharmazeutika, Biomaterialien und Materialien wie elektronische Komponenten und Speziallegierungen sowie potenzielle Agrar- und Lebensmittelrohstoffe umfassen (zu diesem Thema siehe „Weltraum“) Economy Insights mit Prof. Matt Gillihall).

Als auf High-Tech-Materialien oder Biowissenschaften spezialisiertes Unternehmen beherrschen Sie vielleicht Ihren Produktionsprozess, haben aber möglicherweise keine Ahnung, wie die Logistik beim Transport eines Mikro-G-Experiments zu einer Orbitalstation wirklich funktioniert. Aus diesem Grund ist ein Micro-G-Implementierungspartner unerlässlich. Das Unternehmen Redwire spielt diese Rolle beispielsweise als Teil des Orbital Reef-Konsortiums: Redwire ist nicht nur für große einsetzbare Strukturen und den digitalen Zwilling von Orbital Reef verantwortlich, sondern leitet auch die Entwicklung und den Betrieb von Nutzlasten für die Mikrogravitationsforschung.

Konkrete Pläne zur Verlagerung des öffentlich-privaten Verhältnisses der ISS sind unklar.

Ein weiterer relevanter Micro-G-Implementierungspartner ist Space Tango. Space Tango ist seit 2017 dank einer NASA Space Act-Vereinbarung vollständig akkreditiert und stellt Einrichtungen zur Unterstützung der iterativen Forschung, Entwicklung und Fertigung auf der ISS bereit. Auf der jüngsten SPACETIDE-Konferenz in Tokio waren Mikro-G-Implementierungspartner aus Australien wie EXPLOR Biologics Pty Ltd und Japan wie Dinow Inc und Space BD Inc. vertreten. Diese Diskussionsteilnehmer erinnerten das Publikum daran, dass die chinesische Raumfahrtbehörde monatlich Mikro-G-Experimente durchführt der Tiangong-Station, daher sollte es im Westen keinen Raum für Apathie und Skepsis geben.

Da haben Sie es also: Möglichkeiten und Einschränkungen für die Mikro-G-Forschung und -Herstellung auf einer kommerziellen Raumstation im Orbit. Teil 3 und Teil 4 werfen einen tiefen Einblick in LambdaVision, ein amerikanisches Unternehmen, das für seinen Einsatz von Micro-G bei der Entwicklung einer künstlichen Netzhaut bekannt ist.

Christophe Bosquillon verfügt über einen vielfältigen beruflichen Hintergrund und ist weltweit tätig, wobei der Schwerpunkt auf der indopazifischen Region liegt. Seine Erfahrungen in Japan, Korea, Taiwan, China, ASEAN, Indien, Russland und Australien haben ihm ein tiefes Verständnis der multipolaren Realpolitik unserer Welt unter der Pax Americana vermittelt. Mit einem Hintergrund in den Bereichen Ingenieurwesen, Handel und ausländische Direktinvestitionen in Branchen, die für die Nutzung von Weltraumressourcen (Space Resource Utilization, SRU) relevant sind, wie Bergbau, Transport, Energie, Fertigung, Agrarlebensmittel, Umwelt und Digitalisierung, engagiert sich Chris für die Entwicklung von SRU-Wertschöpfungsketten, die davon profitieren die Erde. Als Führungskraft, Eigentümer, Autor und Gründer von Autonomous Space Futures Ltd verfügt Chris über umfangreiche Erfahrung in der gemeinsamen Gestaltung von Richtlinien und arbeitet an der Entwicklung von für die Gesellschaft relevanten Raumfahrtgeschäfts- und Governance-Modellen. Er ist Mitglied von NGOs, die Beiträge zur Arbeitsgruppe des UN-Komitees für die friedliche Nutzung des Weltraums (UNCOPUOS) zu Weltraumressourcen leisten. Chris trägt zur regulatorischen Klarheit in Bezug auf Aneignung, Priorität, Nachhaltigkeit und Teilen auf eine Weise bei, die nationale Interessen mit der Einbeziehung der Zivilgesellschaft in Einklang bringt, vorausgesetzt, es wird ein transparenter, ordnungsgemäßer Prozess befolgt. Wenn er sich für den Zugang zu Technologie und Weltraum für den globalen Süden einsetzt, ist Chris davon überzeugt, dass die Beteiligung aufstrebender Weltraummächte an den Weltraummärkten im Einklang mit ihrem Interesse und Engagement in der internationalen Weltraumpolitik stehen muss. Er ist davon überzeugt, dass ihre Fähigkeit, souveräne inländische Fähigkeiten mit Spillover-Potenzial zu entwickeln, ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist. Chris interessiert sich für „Frieden durch Stärke“-Diplomatie und abschreckungsbasierte Sicherheit als Voraussetzungen für einen sicheren Zugang zum Weltraum. Er unterstützt ein souveränes Situationsbewusstsein im cislunaren Weltraum als Voraussetzung für die Bewegungsfreiheit im Weltraumbereich und eine konfliktfreie Zusammenarbeit auf dem Mond.