New Space Economy: punto de inflexión para incrédulos

Este un post para todos aquellos que creen que la New Space Economy y Space Tech en un pre-hype y que tampoco se creen su valoración actual de unos 350.000 millones de dólares. Y que, por supuesto, les parece una absoluta locura la estimación de que alcance el billón de dólares o más para 2040.

Estos gráficos, compartidos por Anton Brevde, explican por qué estamos tan convencidos (y emocionados) de invertir en New Space. Se habla claramente de un punto de inflexión.

Lanzamientos al espacio exterior

Reducción de costes

El factor habilitador más importante para el primer gráfico: estamos a punto de ver una reducción de costos de 100 veces en una capa de transporte en aproximadamente 25 años. Un equivalente moderno a lo que sucedió con los ferrocarriles.

Cambios en el costo de lanzamiento por kilogramo a la órbita terrestre baja

Changes in launch cost per kilogram to low earth orbit. Note: From The Recent Large Reduction in Space Launch Cost, by H. Jones, 2018, Paper presented at the 48th International Conference on Environmental Systems. Albuquerque, NM, US: National Aeronautics and Space Administration.

Evolución costes de lanzamiento a la órbita terrestre baja 1980-2100

Fuente: FutureTimeline

Este gráfico muestra los costos decrecientes de lanzar personas y carga al espacio. Las cifras proporcionadas aquí, ajustadas por inflación, son para vehículos de lanzamiento de EE. UU. Que entregan 1 kg en órbita terrestre baja (LEO).

Tradicionalmente, el acceso al espacio ha sido extremadamente caro. Sin embargo, los precios continúan cayendo con cada década que pasa a medida que se desarrollan nuevas tecnologías y el sector se comercializa más. SpaceX, por ejemplo, ha demostrado el potencial de los cohetes reutilizables. Otros avances en el futuro pueden incluir materiales más ligeros, el uso de módulos inflables, nuevos tipos de combustible, aviones espaciales y / o motores más eficientes.

Si la tendencia general continúa, el acceso al espacio puede llegar a ser relativamente asequible para la mayoría de las personas durante la segunda mitad de este siglo. Visitar un hotel espacial podría ser algún día tan rutinario como unas vacaciones en el extranjero.

La NASA ha establecido un objetivo a largo plazo de hacer que LEO sea accesible por decenas de dólares el kilogramo para 2040. La agencia también ha especulado que un ascensor espacial (que requiere 15 años para construir) reduciría este costo aún más, a solo unos pocos dólares por kilogramo.

Coste por kilogramo desde la órbita terrestre baja hasta Marte

Para convertirse en una verdadera civilización espacial, el coste de acceso al espacio debe caer exponencialmente hasta el punto en que el número de lanzamientos pasará de 80 por año a uno por día.

Gracias al trabajo pionero de SpaceX en el desarrollo de cohetes reutilizables, el coste de los lanzamientos ha comenzado a reducirse significativamente.

Un gráfico que describe la disminución del costo de lanzamiento (por kilogramo de carga) al espacio desde 1967, con el Saturn V, hasta el costo estimado del Falcon Heavy en 2018.
Gráfico: Costos de lanzamiento

SpaceX ha demostrado que puede llegar al espacio a bajo precio, reduciendo el costo de lanzamiento en un factor de 10, de cientos de millones de dólares a decenas de millones de dólares.

Como resultado, el costo decreciente en la fabricación de cohetes ha comenzado a impulsar significativamente el mercado de lanzamiento [ver Space Vehicle Manufacturing]. Una docena de nuevas empresas espaciales ahora persiguen a SpaceX para construir sus propios cohetes, compañías como Rocket Lab, Vector Space Systems y Blue Origin.

Rocket Lab planea lanzar pequeños satélites en órbita terrestre baja, cobrando entre $ 1 millón y $ 5 millones por lanzamiento. Blue Origin está desarrollando sus propios cohetes reutilizables tanto para el turismo espacial como para la exploración del espacio profundo.

Un componente crítico de los vehículos de lanzamiento y un factor significativo para maximizar la capacidad de carga útil son los recipientes a presión compuestos (CPV). Estos tanques se utilizan para almacenar combustible propulsor y también funcionan como tanques de presión. Los CPV también se utilizan en satélites y sondas como parte del sistema de propulsión de la nave espacial. También se utilizan como tanques de almacenamiento de oxígeno en estaciones espaciales en órbita.

La economía de los lanzamientos es muy sensible al peso del vehículo. Por ejemplo, por cada kilogramo ahorrado en un cohete que viaja a la órbita terrestre baja, esto se traduciría en un ahorro de $ 8,000 por kilogramo en los costos generales de lanzamiento. Por lo tanto, los CPV deben ser lo más livianos posible pero lo suficientemente fuertes para resistir demandas de almacenamiento de combustible presurizado. De hecho, la explosión del cohete Falcon 9 de SpaceX en septiembre de 2016 fue causada por una falla en el revestimiento del recipiente de presión envuelto compuesto (COPV) que provocó la ignición de oxígeno súper frío que causó la explosión catastrófica.

Un gráfico que muestra los ingresos de fabricación de vehículos espaciales planificados en horas extraordinarias sobre el gráfico de la figura 1 anterior.
Gráfico: Disminución del costo de los vehículos espaciales

El diseño simplificado totalmente compuesto de Infinite Composites Technologies (ICT) elimina el revestimiento, que es un punto de falla líder entre los CPV. Como resultado, esto proporciona a los usuarios hasta un 10% más de almacenamiento de combustible en comparación con otros tanques compuestos y es hasta un 90% más liviano que los recipientes a presión metálicos tradicionales.

Número de satélites activos en órbita

La cifra de satélites activos en órbita sigue creciendo (ver Online Index of Objects Launched into Outer Space). Tenemos alrededor de 4.000 hoy y se cree que superaremos los 100.000 a finales de la década. Esas constelaciones generarán un ecosistema completo de nuevas empresas espaciales para darles servicio (reabastecimiento de combustible, reparación, transporte, salida de órbita, etc.).

La inversión en el espacio despega

Todo comienza con llegar allí y los avances en la tecnología han hecho que el viaje al espacio sea mucho más fácil. Los costos han disminuido significativamente y los cohetes reutilizables están haciendo que un viaje al espacio sea más asequible.

La Space Foundation publicó recientemente un informe en el que afirma que la economía espacial global aumentó a $ 447 mil millones en 2020. Esto fue un 55% más en los últimos diez años. UBS espera que aumente otro 80% para 2030.

Aunque el turismo está recibiendo toda la publicidad, hay otros subsectores espaciales que podrían experimentar un crecimiento exponencial muy superior.

Imagen de Ondřej Šponiar en Pixabay

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