ایستگاههای فضایی تجاری در حال ساخت هستند – و ساعت بازنشستگی ایاساس در حال حرکت است
ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) تاریخ بازنشستگی دارد. بین سالهای ۲۰۳۰ تا ۲۰۳۲، ناسا آن را به اقیانوس آرام هدایت خواهد کرد و بدین ترتیب سه دهه حضور مداوم انسان در مدار پایین زمین پایان مییابد. آنچه پس از آن میآید دیگر یک سوال گمانهزنانه نیست – بلکه یک پروژه مهندسی است که هماکنون در چهار شرکت جداگانه در حال اجراست و هرکدام برای داشتن ایستگاههای تجاری سرنشیندار عملیاتی قبل از خروج ISS از مدار رقابت میکنند.
پنجره انتقال از آنچه به نظر میرسد تنگتر است. ISS حداقل به دو تا سه سال همپوشانی با جایگزینهای خود نیاز دارد تا امکان انتقال خدمه، مهاجرت تحقیقات و اعتبارسنجی عملیاتی فراهم شود. این بدان معناست که اولین ایستگاههای تجاری باید حداکثر تا سال ۲۰۲۷ یا ۲۰۲۸ سرنشیندار و اثباتشده باشند – مهلتی که هماکنون فشار زمانی واقعی را در سراسر صنعت ایجاد کرده است.
چهار ایستگاه در رقابت
Axiom Space پیشروترین است. به جای ساختن یک ایستگاه مستقل از ابتدا، Axiom مجوز ناسا را دارد تا ماژولهایی را در حالی که ISS هنوز عملیاتی است به آن متصل کند. برنامه این است که در طول زمان سه تا چهار ماژول اضافه شود و سپس بخش Axiom پس از بازنشستگی ISS بهعنوان یک ایستگاه آزادپرواز جدا شود. این رویکرد از ISS بهعنوان داربست موقتی در هنگام مونتاژ استفاده میکند و نیاز سرمایه اولیه را کاهش میدهد و ریسک انتقال را کم میکند. Axiom قبلاً چهار مأموریت فضانورد خصوصی به ISS پرواز کرده است و یک توافقنامه خدمه تجاری با ناسا به ارزش ۲۲۸ میلیون دلار دارد. اولین ماژول آن از سال ۲۰۲۴ به ۲۰۲۶ به تعویق افتاده است و جدولزمانی اتصال در حال حاضر پربینندهترین نقطه عطف در بخش فضایی تجاری است.
Starlab شرکت Sierra Space رویکرد متفاوتی دارد. به جای مونتاژ تدریجی ماژول به ماژول، Starlab بهعنوان یک زیستگاه بادی بزرگ واحد طراحی شده است که بهصورت یکپارچه پرتاب میشود. این ایستگاه پرتاب در سال ۲۰۲۸ با موشک Vulcan Centaur را هدف گرفته است. فناوری زیستگاه LIFE (محیط یکپارچه بزرگ منعطف) شرکت Sierra Space از مواد انعطافپذیر برای ایجاد حجم فشردهای استفاده میکند که بسیار بزرگتر از آن چیزی است که در محفظه بار موشک معمولی جای میگیرد و پس از رسیدن به مدار باد میشود تا به اندازه کامل برسد. در حالت کامل، حجم فشرده Starlab از نظر فضای تحقیقاتی قابل استفاده با ISS رقابت میکند. Starlab یکی از قراردادهای CLD (مقاصد تجاری مدار پایین زمین) ناسا را دارد – مکانیزمی که ناسا برای تأمین مالی و کاهش ریسک جانشینهای تجاری قبل از تعهد به خرید خدمات از آن استفاده میکند.
Orbital Reef شرکت Blue Origin که با همکاری Sierra Space و Boeing توسعه یافته است، یکی از دو دریافتکننده اصلی جایزه CLD بود. این مفهوم ماژولار و چندمنظوره است: آزمایشگاه تحقیقاتی، سکوی تولید و مقصدی تجاری برای فضانوردان خصوصی. Boeing یک ماژول علمی و Blue Origin هسته ایستگاه و ماژول خدماتی را تأمین میکند. جدولزمانی این پروژه کمتر از Axiom یا Starlab در معرض دید عمومی بوده است و چالشهای عملیاتی اخیر Boeing عدم قطعیت واقعی را به برنامه تحویل آن افزوده است. Orbital Reef عملیات در سال ۲۰۳۰ را هدف گرفته بود که اگر یکی از شرکا با تأخیرهای بیشتر مواجه شود، عملاً هیچ حاشیهای برای آن باقی نمیماند.
Northrop Grumman در حال توسعه مفهوم ایستگاه ماژولار خود با نقاط عطف عمومی کمتر است و بازار پس از ISS را عمدتاً از طریق روابط دولتی و تحقیقاتی برقرارشده هدف قرار میدهد، نه از طریق ترافیک گردشگری تجاری.
چرا سال ۲۰۳۰ یک محدودیت سخت است
برنامه CLD ناسا متعهد به خرید خدمات از ایستگاههای تجاری است، نه مالکیت سختافزار. این نشاندهنده یک تغییر بنیادین از مدل ISS است که در آن ناسا مالک بخش آمریکایی و همه سیستمهای وابسته بود. مدل تجاری ریسک عملیاتی و مالی را بر دوش شرکتهای خصوصی میگذارد و به ناسا اجازه میدهد بودجه خود را به سمت مأموریتهای ماه آرتمیس و معماری مریخ هدایت کند.
ISS واقعاً در حال پیر شدن است. بخشهای خرپای سازهای ایستگاه نرخ افزایشی ترکهای تنشی نشان میدهند. نشتی هوای بخش روسی از سال ۲۰۱۹ نیاز به وصلهکاری مداوم داشته است. ارزیابیهای متعدد عملیات تمدیدشده نتیجه گرفتهاند که ISS میتواند با نگهداری تا سال ۲۰۳۰ بهطور ایمن کار کند، اما اطمینان پس از آن تاریخ به شدت کاهش مییابد. بازنشستگی واقعی کاملاً تحت کنترل ناسا نیست – به مشارکت روسیه بستگی دارد که از سال ۲۰۲۲ به طور قابل توجهی نامطمئنتر شده است و همچنین به تخصیص بودجه کنگره که از نظر تاریخی غیرقابل اعتماد بوده است.
روسیه اعلام کرده است قصد دارد ایستگاه فضایی مداری روسی خود (ROSS) را پرتاب کند، اما این برنامه با تأخیرهای شدید روبرو است. اگر روسیه قبل از آماده شدن جانشینهای تجاری آمریکایی از عملیات ISS خارج شود، جدولزمان انتقال بیشتر فشرده میشود.
بازار تجاری فراتر از قراردادهای دولتی
هر کنسرسیوم شرط بسته است که مستأجران لنگرگاه دولتی تنها مشتریان نخواهند بود. شرکتهای داروسازی آزمایشهای تبلور پروتئین در ریزگرانش روی ISS انجام دادهاند تا کاندیداهای دارویی را توسعه دهند که در گرانش زمین نمیتوانند به طور تمیز تبلور یابند. فیبر نوری ZBLAN – که در ریزگرانش ساختارهای آمورف کامل تشکیل میدهد اما در تولید مبتنی بر زمین ترکهای تنشی ایجاد میکند – در تولیدهای کوچک مقیاس تجاریپذیری خود را نشان داده است. تولید نیمهرساناهای ویژه در فضا، چاپ بافت بیولوژیکی و برخی مواد نوری همگی در مرحلهای هستند که دسترسی به ایستگاه تجاری میتواند مورد اقتصادی را تأیید یا رد کند.
گردشگری فضانورد خصوصی در قیمتهای فعلی اثباتشده است. چهار مأموریت خصوصی Axiom با قیمتهایی که ظاهراً از حدود ۵۵ میلیون دلار برای هر صندلی شروع میشود، انجام شدهاند. بازار تحولآفرینتر – تولید در فضا در مقیاس صنعتی – همچنان حدسی باقی میماند اما به اندازهای نزدیک است که سرمایهگذاری مداوم را توجیه کند.
آنچه ۱۸ ماه آینده تعیین خواهد کرد
سه تحول انتقال را مشخص خواهند کرد. اول، آیا Axiom موفق به اتصال و نمایش اولین ماژول خود میشود – این نقطه عطف مسیر بحرانی برای کل اکوسیستم است. دوم، آیا قراردادهای CLD ناسا از چرخههای بودجه آینده جان سالم به در میبرند؛ برنامه آرتمیس از نظر تاریخی هنگامی که با افزایش هزینه مواجه شده است، بودجه LEO تجاری را کاهش داده است. سوم، آیا هر ایستگاه تجاری میتواند عملیات سرنشیندار آزادپرواز را قبل از بازنشستگی ISS نشان دهد. اگر ISS طبق برنامه بازنشسته شود و هیچ جانشین تجاری سرنشیندار و عملیاتی وجود نداشته باشد، برای اولین بار از نوامبر ۲۰۰۰ یک شکاف در پرواز فضایی مداوم انسانی رخ خواهد داد. این نتیجه هنوز محتملترین سناریو نیست، اما دیگر غیرقابل تصور نیست.