I många branscher, ett decennium är knappt tillräckligt med tid för att orsaka dramatisk förändring om inte något störande inträffar – en ny teknik, affärsmodell eller tjänstedesign. Rymdindustrin har nyligen njutit av alla tre.

Men för 10 år sedan ingen av dessa innovationer var garanterade. Faktiskt, den 28 september, 2008, ett helt företag såg och hoppades när deras flaggskeppsprodukt försökte en slutlig lansering efter tre misslyckanden. När pengarna börjar ta slut, detta var det sista skottet. över 21, 000 kilo fotogen och flytande syre antändde och drev två boostersteg från startskivan.

När den där Falcon 1-raketen framgångsrikt nådde omloppsbana och företaget säkrade ett efterföljande kontrakt med NASA, SpaceX hade överlevt sin "startdip". Den milstolpen – den första privatutvecklade raketen med flytande bränsle som nådde omloppsbana – antände en ny rymdindustri som förändrar vår värld, på denna planet och därefter. Vad har hänt de senaste åren, och vad betyder det framöver?

Medan forskare är upptagna med att utveckla ny teknik som tar itu med de otaliga tekniska problemen i rymden, det finns ett annat segment av forskare, inklusive mig, studerar affärsvinkeln och de verksamhetsfrågor som denna nya industri står inför. I en färsk tidning, min kollega Christopher Tang och jag undersöker de frågor som företag behöver svara på för att skapa en hållbar rymdindustri och göra det möjligt för människor att etablera utomjordiska baser, bryta asteroider och utöka rymdresor – allt samtidigt som regeringar spelar en allt mindre roll i finansieringen av rymdföretag. Vi tror att dessa affärslösningar kan ha den mindre glamorösa nyckeln till att låsa upp galaxen.

Den nya globala rymdindustrin

När Sovjetunionen lanserade sitt Sputnik-program, satte en satellit i omloppsbana 1957, de startade en tävling till rymden som drivs av internationell konkurrens och rädsla för kalla kriget. Sovjetunionen och USA spelade huvudrollerna, stränga ihop en serie "första" för rekordböckerna. Det första kapitlet av rymdkapplöpningen kulminerade med Neil Armstrong och Buzz Aldrins historiska Apollo 11-månlandning som krävde massiva offentliga investeringar, i storleksordningen 25,4 miljarder USD, nästan 200 miljarder dollar i dagens dollar.

Konkurrensen präglade denna tidiga del av rymdhistorien. Så småningom, som utvecklats till samarbete, med den internationella rymdstationen som ett fantastiskt exempel, när regeringar arbetade mot gemensamma mål. Nu, vi har gått in i en ny fas – öppenhet – med privata, kommersiella företag leder vägen.

Industrin för rymdfarkoster och satellituppskjutningar blir mer kommersialiserad, till följd av, till viss del, till krympande statsbudgetar. Enligt en rapport från investeringsföretaget Space Angels, rekordstora 120 riskkapitalföretag investerade över 3,9 miljarder dollar i privata rymdföretag förra året. Rymdindustrin håller också på att bli global, domineras inte längre av kalla krigets rivaler, USA och Sovjetunionen.

Hittills 2018, det har skett 72 orbitala uppskjutningar, i genomsnitt två per vecka, från startramper i Kina, Ryssland, Indien, Japan, Franska Guinea, Nya Zeeland och USA

Uppgången i omloppsuppskjutningar av faktiska raketer såväl som rymdfarkoster, som inkluderar satelliter och sonder som skjuts upp från rymden, sammanfaller med denna öppenhet under det senaste decenniet.

Fler regeringar, företag och till och med amatörer deltar i olika rymdfarkostuppskjutningar än någonsin tidigare. Med fler enheter inblandade, innovation har blomstrat. Som Roberson noterar i Digital Trends, "Privat, kommersiella rymdfärder. Även månutforskning, brytning, och kolonisering – det är plötsligt allt på bordet, gör kapplöpningen om rymden idag viktigare än den har känts på flera år."

Man kan se denna vitalitet tydligt i nyheterna. Den 21 september Japan meddelade att två av dess obemannade rovers, dubbad Minerva-II-1, hade landat på en liten, avlägsen asteroid. För perspektiv, skalan för denna landning liknar att träffa ett 6-centimeters mål från 20, 000 kilometer bort. Och tidigare i år, människor runt om i världen såg med vördnad när SpaceX:s Falcon Heavy-raket framgångsrikt lanserades och – mer imponerande – återförde sina två boosters till en landningsplatta i en synkroniserad balett av episka proportioner.

Utmaningar och möjligheter

Mitt i kapitalets tillväxt, företag och kunskap, både forskare och praktiker måste ta reda på hur enheter ska sköta sin dagliga verksamhet, organisera sin försörjningskedja och utveckla hållbar verksamhet i rymden. Detta kompliceras av de hinder rymden utgör:avstånd, allvar, ogästvänliga miljöer och informationsbrist.

En av de största utmaningarna är att faktiskt få de saker som människor vill ha i rymden, in i rymden. Att tillverka allt på jorden och sedan skjuta upp det med raketer är dyrt och restriktivt. Ett företag som heter Made In Space tar ett annat tillvägagångssätt genom att upprätthålla en additiv tillverkningsanläggning på den internationella rymdstationen och 3D-utskrift direkt i rymden. Verktyg, reservdelar och medicinsk utrustning för besättningen kan alla skapas på begäran. Fördelarna inkluderar mer flexibilitet och bättre lagerhantering på rymdstationen. Dessutom, vissa produkter kan produceras bättre i rymden än på jorden, såsom ren optisk fiber.

Hur ska företag bestämma värdet av tillverkning i rymden? Var ska kapaciteten byggas och hur ska den skalas upp? Figuren nedan bryter upp varornas ursprung och destination mellan jorden och rymden och ordnar produkter i kvadranter. Människor har bemästrat den nedre vänstra kvadranten, made on Earth – för användning på jorden. Går medurs därifrån, varje kvadrant introducerar nya utmaningar, som vi har allt mindre expertis för.

Jag blev först intresserad av detta problem när jag lyssnade på en panel av robottexperter som diskuterade att bygga en koloni på Mars (i vår tredje kvadrant). Du kan inte bygga strukturerna på jorden och enkelt skicka dem till Mars, så du måste tillverka där. Men att sätta mänskliga byggare i den extrema miljön är lika problematiskt. Väsentligen, ett helt nytt produktionssätt med robotar och automatisering i ett förhandssände kan krävas.

Resurser i rymden

Du kanske undrar var man får tag i materialen för tillverkning i rymden, men det finns faktiskt ett överflöd av resurser:Metaller för tillverkning kan hittas i asteroider, vatten för raketbränsle är fruset som is på planeter och månar, och sällsynta element som helium-3 för energi är inbäddade i månskorpan. Om vi ​​förde tillbaka just den isotopen till jorden, vi skulle kunna eliminera vårt beroende av fossila bränslen.

Som visades av Minerva-II-1 asteroidlandningen nyligen, människor skaffar sig den tekniska kunskapen för att lokalisera och navigera till dessa material. Men utvinning och transport är öppna frågor.

Hur förändrar dessa fall ekonomin inom rymdindustrin? Redan, företag som Planetary Resources, Moon Express, Deep Space Industries, och Asterank organiserar sig för att ta itu med dessa möjligheter. Och forskare börjar beskriva hur man navigerar i frågor om äganderätt, exploatering och partnerskap.

Hot från rymdskräp

Filmen "Gravity" inleds med en rysk satellit som exploderar, som sätter igång en kedjereaktion av förstörelse tack vare skräp som träffar en rymdfärja, Hubble-teleskopet, och en del av den internationella rymdstationen. Sekvensen, även om det inte är helt rimligt som skrivet, är ett mycket verkligt fenomen. Faktiskt, under 2013, en rysk satellit sönderföll när den träffades med fragment från en kinesisk satellit som exploderade 2007. Känd som Kessler-effekten, faran från 500, 000 plus bitar av rymdskräp har redan fått viss uppmärksamhet i offentliga politiska kretsar. Hur ska man förhindra, minska eller mildra denna risk? Att kvantifiera miljöpåverkan från rymdindustrin och ta itu med hållbar verksamhet återstår.

Vad kommer härnäst?

Det är sant att rymden bara blir ännu en plats att göra affärer på. Det finns företag som kommer att hantera logistiken för att få din destinerade-för-rymden-modul ombord på en raket; det finns företag som kommer att flyga dessa raketer till den internationella rymdstationen; och det finns andra som kan göra en reservdel en gång där.

Vad kommer härnäst? På ett sätt, det är någons gissning, men alla tecken tyder på att den här nya industrin går framåt. Ett nytt genombrott kan ändra hastigheten, men kursen verkar satt:utforska längre hemifrån, om det är månen, asteroider eller Mars. Det är svårt att tro att för 10 år sedan, SpaceX-lanseringar var ännu inte framgångsrika. I dag, en levande privat sektor består av mängder av företag som arbetar med allt från kommersiella rymdfarkoster och raketframdrivning till rymdbrytning och livsmedelsproduktion. Nästa steg är att arbeta för att stärka affärspraxis och mogna branschen.

Stående i en stor sal vid University of Pittsburgh som en del av Vita husets gränskonferens, Jag ser framtiden. Runt mitt huvud finns toppmoderna virtual reality-glasögon. Jag tittar på Mars yta. Varje detalj är omedelbar och skarp. Detta är inte bara ett tv -spel eller en mållös övning. Det vetenskapliga samfundet har lagt resurser på sådana ansträngningar eftersom utforskning föregås av information. Och vem vet, kanske 10 år från nu, någon kommer att stå på själva ytan av Mars.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.