Новый производственный уклад в космической индустрии

Будущая индустриализация космоса, тесно взаимосвязана с развитием новых технологий, цикл которых сейчас начинается в мировой промышленности. Это переход на так называемый «Новый производственный уклад», связанный с развитием «Цифрового производства», или - «Аддитивного производства», предполагающего изготовление изделий по цифровому шаблону, методом выращивания из заготовки за счет наложения тонких слоев материала.

Самый известный пример станков цифрового производства это 3D принтер. Производственная инфраструктура, основанная на современных технологиях производства, распространенная в мировой промышленности, состоит из сложных производственных цепочек, в свою очередь состоящих из множества узкоспециализированных производственных станков. Для того, чтобы сделать с их помощью сложное изделие, например автомобиль, нужны множество производственных линий и тысячи станков.

Переносить в космос производственные предприятия, основанные на узкоспециализированных станках и сложных производственных линиях, это мега затраты. Станки цифрового производства отличаются своим универсализмом, на 3D принтере можно напечатать любое сложное изделие с высокой степенью готовности. Поэтому, 3D принтер может заменить не только практически любой узкоспециализированный станок, но и целую производственную цепочку. Например, на 3D принтерах можно целиком напечатать корпус автомобиля, робота, или космического корабля.

Несколько станков цифрового производства и манипуляторов для сборки изделий, можно разместить в стандартном модуле орбитальной станции весом в двадцать тонн, или аппарате весящим несколько сотен килограмм, как спутник. Такой производственный «Микро цех», будет способен изготовить практически любое изделие прямо из исходного сырья, например, лунного, или астероидного грунта. И при этом, перспективные космические микро цеха – «Производственные модули», будут способны создавать свои копии. Конечно, не все оборудование производственных модулей можно будет напечатать в космосе.

Высокотехнологичные детали нужно будет доставлять с земли. Но их относительный вес будет не большим, в пределах нескольких процентов. Такие особенности перспективных производственных модулей, как легкость, универсализм, и способность производить свои копии – «Способность к саморепликации», может сделать процесс индустриализации космоса относительно дешевым, быстрым и высокоэффективным.

Для создания промышленной базы в космосе, за счет машин «Репликатров», может быть достаточно всего одной связки из производственного модуля и универсального робота. Модуль в этой связке будет играть роль миниатюрного производственного предприятия, робот, роль, средства для добычи ресурсов и обслуживания модуля. Связка из производственного модуля и робота, доставленная к источникам инопланетного сырья, сможет производить свои копии, численность которых будет увеличиваться в геометрической прогрессии, 1, 2, 4, 8, 16, 32, и так далее. За пять таких циклов можно получить 32 копии, за десять, почти две тысячи.

Методом дублирования базовых единиц, можно получить в космосе многочисленную группировку, состоящую из микро цехов, обладающих значительной суммарной производственной мощностью, и роботов, служащих дистанционно управляемыми рабочими руками. А далее силами этой группировки начать строительство базы и крупных промышленных предприятий, обладающих высокой мощностью.

Таким образом, за счет отправки всего одного производственного модуля с роботом в комплекте, можно построить автоматизированную индустриальную базу, способную производить космические ресурсы и расходные материалы в промышленных масштабах, а так же вести серийное производство различных машин. Такие автоматизированные базы могут, в числе прочего, вести серийное производство космических кораблей укомплектованных производственными модулями, которые будут разлетаться в космосе, и строить новые базы в подходящих местах, имеющих источники ценных минеральных ресурсов.

Преимущества космической экономики.

Вести индустриализацию космоса с использованием технологий цифрового производства и репликации, можно с умеренными затратами, быстрыми темпами, в больших масштабах, и с высокой экономической эффективностью. Инвесторы, финансирующие космические программы смогут получать от них сверхприбыли, что будет эффективно привлекать в космическую отрасль новые капиталы.

Быстрый рост в отраслях связанных с космической индустрией, будет способствовать ускоренному развитию экономики и научно техническому прогрессу. Индустрия нового цикла, после распространения технологий цифрового производства и репликации, вообще будет отличаться высокой скоростью роста, и на земле и в космосе.

После широкого распространения производственных технологий нового цикла индустриализации, темпы роста промышленности и экономики значительно ускорятся. Если для современной экономики рост в несколько процентов в год хороший показатель, то в новом цикле темпы роста могут составлять от нескольких десятков процентов, до нескольких раз в год, в отдельных регионах или в отдельные периоды.

Исторически переход в новый цикл индустриализации и начало колонизации космоса взаимосвязаны и будут развиваться как единый процесс, процесс перехода земной цивилизации на космический уровень. Рост космической индустрии основанной на репликации будет молниеносно быстрым. Космические ресурсы, по земным меркам, практически неисчерпаемы.

Молниеносный рост при отсутствии ограничивающих факторов, даст возможность быстро по историческим меркам, за несколько десятилетий, достичь уровня благосостояния в десятки раз превосходящего современный и достичь качественно нового уровня научно технического развития. С точки зрения общецивилизационного прогресса, переход человечества в космическую эру, будет сравним с подъемом на качественно новый цивилизационный уровень, таким как промышленная революция, которая в прошлом подняла человечество на современный уровень со средневекового.

олько переход человечества на космический уровень будет происходить намного быстрее, чем развитие индустриальной эры, он будет длиться не веками, а десятилетиями, за счет современной скорости прогресса. Главные преимущества предстоящего перехода в космическую эру, с практической точки зрения, это достижение высоких темпов экономического роста и высокого качества жизни.

Сейчас есть достаточно реалистичный теоретический задел для развития космической индустрии. Частники могут дать первый толчок в ближайшее десятилетие, а далее в процесс индустриализации космоса вступит крупный капитал и мировая промышленность. Разных сценариев развития космической индустрии сейчас много. На мой взгляд, наиболее реалистичный сценарий, это создание транспортно индустриального ядра, для выведения на орбиту и обслуживания спутников. Состоящего из новых транспортных систем, и орбитального производственно эксплуатационного центра, на базе МКС или аналогичной пилотируемой станции.

далее по мере роста, начало использования лунных сырьевых ресурсов, и развитие крупных коммерческих программ, связанных с космической солнечной энергетикой, и добычей ценного минерального сырья на астероидах. После чего, на базе созданного индустриального комплекса, может начаться активное развитие производства за пределами земли, и за счет внеземного производства начнется массовая индустриализация солнечной системы, приблизительно через 30 – 40 лет. Но прогресс в области новых технологий может серьезно изменить этот сценарий.

Если в ближайшее десятилетие удастся сконструировать производственные модули – репликаторы, то производственное направление сразу станет ведущим в индустриализации космоса, и при этом, темпы развития космической индустрии значительно ускорятся. Индустриализация космоса, сразу начнется с массовой внеземной промышленности, без промежуточных стадий.

Перехода космической промышленности в массовую стадию при этом можно ожидать через 20 лет. Если удастся освоить технологии репликации в ближайшие годы, и в течение ближайшего десятилетия приступить к активному развитию внеземной промышленности, через 20 лет, можно получить первый значимый эффект от колонизации космоса в мировой экономике.

Темпы развития перспективной внеземной промышленности сильно зависят от того, насколько быстро земная промышленность перейдет в новый производственный уклад. Поэтому, будущее колонизации космоса, на мой взгляд, решается не в космических администрациях, а в предпринимательской среде, и в опытных лабораториях, работающих в области технологий нового уклада.

начало статьи http://globalscience.ru/article/read/27811/

продолжение статьи  http://globalscience.ru/article/read/27813/

Автор статьи Николай Агапов

• IBM ускоряет обучение ИИ на скорости света при минимальном энергопотреблении
• Учёные впервые визуализировали форму одиночного фотона
• Солнечная система для зарядки электромобилей
• Крупнейший электрический самолёт взлетит в 2025 году
• ДНК-биочернила открывают новые горизонты для 3D-печати кровеносных сосудов
• Исследователи улучшили эффективность и долговечность солнечных элементов
• Тёмная материя: Как камера отслеживает невидимое
• Мягкий, растяжимый электрод имитирует тактильные ощущения с помощью электрических сигналов