Ruminfrastruktur – Bygger Trapper Til Himlen

En Ny Rumalder

Med opfindelsen af pålidelige genanvendelige raketter fra Elon Musks SpaceX er et nyt rumkapløb sat i gang. Det skyldes, at den har sænket omkostningerne ved at nå kredsløb med næsten 10 gange, og der forventes endnu større omkostningsreduktion fra den massive Starship.

Kilde: Ark Invest

Dette har ført til den nuværende situation, hvor i 2023 blev den overvældende majoritet af det, der blev sendt i kredsløb, både målt i masse og antal satellitter, lanceret af SpaceX.

Starship vil i sidste ende kunne sende mellem 50-200 ton materiale i lav jordbane (LEO) ved hver lancering, afhængigt af estimater. Dette vil være et stort skridt fremad, sandsynligvis muliggøre nye milepæle i menneskehedens historie, herunder:

• Faste baser på Månen.
• Den første menneskelige ekspedition til Mars.

Hvis du vil lære mere om, hvordan en verden ville se ud, hvor disse allerede er sket, og hvordan det kunne skabe en selvforsynende rumbaseret økonomi, kan du læse mere i vores artikler “The Future Space-Based Economy” og “The Future Martian Economy”.

Starlink og lignende satellitkonstellationer er massive rumbaserede infrastrukturer, der allerede er under konstruktion. De muliggør adgang til højhastighedsinternet overalt på Jorden og forventes at blive den primære indtægtskilde for virksomheder som SpaceX, som allerede har millioner af betalende abonnenter.

Kilde: Ark Invest

Alligevel er raketbaserede opsendelser til rummet i sidste ende begrænset af den fysik, teknologien er baseret på. En nøglefaktor er, at raketter skal udstøde en enorm mængde brændstof for at lette. For eksempel er SpaceX’s Falcon Heavy en raket på 22,2 ton med en brændt masse på 433 ton. Det betyder, at i sidste ende bruges det meste af brændstoffet blot på at løfte mere brændstof.

For at komme under grænsen på $100/kg i opsendelsesomkostninger vil helt andre metoder end raketter være nødvendige.

Hvis omkostningerne ved at forlade Jordens tyngdekraft falder nok, kan mange ting bygges i rummet.

Store præstationer kræver infrastruktur

At stole udelukkende på raketter for at nå rummet svarer til, hvis vi udførte al transport og handel på Jorden kun med fly og helikoptere. Selvom det teknisk set ikke er umuligt, ville det være absurd dyrt, når bygning af infrastruktur som havne, veje og jernbaner giver os mulighed for at bruge langt billigere alternativer.

Det kan være et klassisk kylling-og-æg-problem, når det gælder rummet. Hidtil var store infrastrukturer ikke rentable at bygge, da vores opsendelsesbehov kun bestod af at sende et par titals satellitter og et dusin astronauter i kredsløb.

Med bedre opsendelsessystemer på vej, vil vi sandsynligvis i løbet af de næste to årtier se en massiv udvidelse af menneskelig aktivitet i rummet. Nogle af disse vil være højt rentable eller meget velfinansierede, herunder:

• Videnskabelige megaprojekter, som at bygge et radioteleskop på den fjerne side af Månen.
• Månebaser fra vestlige lande samt Kina & Rusland.
• Rumturisme, enten suborbital flyvning, orbitale rumstationer eller på Månen.

Dette vil skabe et marked stort nok til, at det bliver profitabelt at investere titusinder eller hundreder af milliarder blot for at erobre markedsandele fra raketvirksomheder som SpaceX.

Masse‑drivere

En sådan infrastruktur, kaldet en masse‑driver, lover at reducere opsendelsesomkostningerne drastisk. Det er sandsynligvis allerede gennemførligt med den nuværende teknologi. Hovedideen med en masse‑driver er, at en shuttle kan sendes i kredsløb ved at accelerere den nok på jorden, så den ikke behøver brændstof ombord.

Den måde, forskere og ingeniører har set på, er at skabe et maglev‑tog svarende til Hyperloop‑konceptet, der opererer i vakuum. På den måde vil hverken friktion med skinnen eller med luftpartiklerne bremse og opvarme opsendelsesfartøjet.

Kilde: Acepedia

Kina ser allerede på at udvikle sådan teknologi, så det kan være tættere på, end vi forventer.

Hvis den lykkes, kunne den reducere den orbitale opsendelsespris yderligere med en faktor 10 ud over den allerede kraftigt sænkede pris fra SpaceX, med estimater på $60/kg.

Som en sidebemærkning kunne denne type system først blive brugt med mindre modeller til at drive fly på en hastighed, hvor hypersoniske scramjet‑motorer kan fungere, hvilket muliggør meget hurtige hypersoniske flyvninger.

Et Ægte Megaprojekt

Selvfølgelig vil en orbital masse‑driver være påkrævet for at nå ekstrem hastighed og være absolut massiv og kraftfuld for at transportere og accelerere de hundredevis eller tusinder af tons af nyttelast for at konkurrere med Spaceship.

Opsendelsesbanen vil også skulle være hundreder, om ikke tusinder af kilometer lang, hvor det mest lovende kandidatområde er det tibetanske plateau.

Dog er masse‑drivere stadig blandt de mindst ambitiøse foreslåede ruminfrastrukturer, da de primært er begrænset af tilgængelig finansiering og evnen til at konstruere dem med kendt teknologi.

Rum‑elevator

En anden kendt måde at transportere ting op og ned med den lavest mulige energikost er at bruge en modvægt, ligesom i elevatorer. På den måde er den eneste energi, der bruges, til at løfte nyttelastens vægt, og der er ingen grund til ekstrem hastighed.

Dette er idéen bag en rum‑elevator, hvor en titusindvis af kilometer lang line bruges til at transportere masse op og ned fra Jorden. I teorien kunne et sådant system gøre det endnu billigere at nå kredsløb end at tage et fly.

Kilde: ISEC

Den vigtigste begrænsning her er ikke markedsefterspørgsel eller tilgængeligt kapital (selvom det også tæller), men teknologien. Et så ekstremt langt kabel ville kræve ultralet materiale med trækstyrke langt over almindelige materialer som stål eller titanium.

Dette kan være ved at ændre sig, med supermaterialer som grafen, der tilsyneladende kan opfylde de tekniske krav, en type 2D‑materiale vi diskuterede i detaljer i vores artikel “2D Materials, Like Graphene, Open New Frontiers In Material Sciences”.

Dette ville dog kræve masseproduktion af høj‑kvalitets grafenkrystaller, noget der aldrig er opnået før. Til den nuværende pris på grafen ville det være absurd dyrt.

Det ville dog være den ideelle infrastruktur for vedvarende menneskelig tilstedeværelse i rummet, orbitale industrier og interplanetær handel, med en kapacitet på 30.000 ton om året til geostationær bane, svarende til titusinder af Starship‑opsendelser hver dag.

Du kan se mere om dette koncept i denne 1‑times video fra den International Space Elevator Consortium:

Orbital Megastruktur

Hvis vi nogensinde formår at bygge en rum‑elevator eller etablere stor‑skala fremstillingsfaciliteter på Månen ved brug af materiale fra asteroider, kunne vi forestille os en endnu større type infrastruktur.

For eksempel er en orbital ring idéen om at bygge en struktur, der omkranser hele Jorden.

Kilde: Isaac Arthur

Et sådant system ville forblive i kredsløb takket være centrifugalkraften, der kompenserer for Jordens tyngdekraft. Det ville give beboelser i rummet, vedligeholdelsesstationer, opsendelsessteder for dybe rummissioner, ankerpunkter for energiproduktion (solpaneler) og potentielt også klima‑mitigation med solskærme.

Dog er et sådant koncept så ambitiøst fra et teknologisk og infrastrukturelt synspunkt, at det sandsynligvis først vil blive realiseret, når mindst masse‑drivere og en rum‑elevator er bygget.

Mine‑stationer & Processorer

Ideen om at mine asteroider for råmaterialer og forarbejde malmen i rummet er meget mere tilgængelig og realistisk.

Mange asteroider er meget metalrige; faktisk indeholder asteroidbæltet i vores solsystem omkring 8 % metalrige (M‑type) asteroider. Med hele asteroidbæltet på 2,4 kvintillion ton er det en enorm mængde metal.

Kilde: ESA – De to områder, hvor de fleste asteroider i solsystemet findes: asteroidbæltet mellem Mars og Jupiter, og trojanerne, to grupper af asteroider, der bevæger sig foran og efter Jupiter i dens kredsløb omkring Solen.

På Jorden graver vi så dybt som 2‑4 km efter guld eller platin. Men blot én asteroid, 16 Psyche, kunne være en 200 km stor metalklump, klar til at blive udvundet til en værdi (ved nuværende priser) på $10‑700 kvintillion.

Der er altså to typer rum‑minedrift, der kunne være yderst rentable:

• Sjældne materialer som guld og platin skal sendes tilbage til Jorden.
• Basismaterialer, der kan bruges i kredsløb til at bygge rumskibe, rum‑hoteller osv., uden at skulle betale de enorme løfteomkostninger fra Jorden.

Det er mest sandsynligt, at en asteroid‑minedrift vil tjene penge på begge dele, ved at fange og bringe asteroider med højt værdifulde mineraler tæt på Jorden. Og ved at bruge mine‑affald, bestående af kul‑jern, nikkel osv., til at bygge rum‑stationer, måne‑baser, raketter osv.

En anden fordel er, at når minedriftudstyr først er placeret i rummet, kan det mine asteroider i et vægtløst miljø. Dette kan gøre minedrift i rummet letterere end på Jorden, hvor flytning af tusinder af tons af sten er energikrævende og risikabelt.

Sol‑kollektorer

En anden foreslået rumindustri, der kunne blive drivkraften bag en rumbaseret økonomi, er solenergi. I den rette kredsløb skinner Solen 24/7 og med en meget højere intensitet på grund af fraværet af en atmosfære, der absorberer lyset.

Sådanne systemer kunne både være en grund til at bygge rum‑infrastruktur (ved at reducere omkostningerne ved kraft‑satellitter) og en muliggjort faktor for yderligere fremskridt (som at drive forædlingsstationer, der miner asteroider).

Kilde: Space Solar

(Vi udforsker denne idé i yderligere detaljer i vores artikel “Space-Based Energy Solutions For Endless Clean Energy”).

Lasersejl‑propellere

For at komme væk fra Jorden kræves enten raketter eller avanceret infrastruktur. Men for at bevæge sig i rummet er kun en lille mængde energi nødvendig, når man er langt fra et gravitationsfelt. Så lille, at blot lys kan give nok kraft til at gøre det.

Dette er fysikken bag konceptet med en solsejl. Det er ikke et spekulativt science‑fiction‑koncept, men en reel teknologi, der allerede testes af NASA.

Et sådant sejl kunne drives af solens stråler, men også af laser. Så potentielt kunne interplanetarisk rejse blive drevet af laser fra kredsløb eller fra Månen, som selv drives af lokale sol‑kraft‑satellitter i stedet for at brænde brændstof.

Off‑world Basiser & Kolonier

Når vi diskuterer infrastruktur, vil de fleste fokusere på de “flashy” teknologisk udfordrende projekter, som rum‑elevatorer.

Der vil dog være masser af anden infrastruktur, der er nødvendig i rummet, især hvis vi bygger permanente bosættelser, fra baser med indkvartering til forskere og turister til blomstrende byer på Mars.

Dette inkluderer kuppelfarme, indendørs hydroponisk og akvaponisk fødevareproduktion, telekommunikation, opsendelsesramper, brændstofproduktion og tankningsstationer osv., såvel som trivielle men lige så vitale kraftværker, kraftlinjer, hospitaler, veje, vandrør osv.

Aldrin‑transportør / Cykluser

Basere eller kolonier på Månen vil være “nemme” at forsyne direkte fra Jorden. At bringe personale eller turister ind og ud vil ske på en kort rejse, der højst vil tage et par dage.

Dog vil en rejse til mere fjerne destinationer som Mars kræve en tur, der sandsynligvis vil tage næsten et år eller i bedste fald uger. Dette er ikke et problem for råmaterialer og udstyr, hvor det blot komplicerer logistikken en smule.

Dette er meget mere problematisk for passagerer. Rummet uden for Jordens magnetosfære er udsat for kraftig stråling. Og i tilfælde af en svær forudsigelig solstorm kan passagerer på vej til Mars blive udsat for endnu mere stråling. Så ud over de første modige eventyrere til det første skridt på Mars, vil regelmæssig passagertransport kræve et meget tungt og skjoldet fartøj.

Og måske med noget ombord fødevareproduktion og stærk vandgenbrug for at begrænse mængden af forsyninger, der skal transporteres (vi diskuterede i mere detaljeret om emnet fødevareforsyning i rummet i vores artikel “Space Food – How Will We Feed Humanity’s Next Wave of Pioneers?”).

Dette kan gøres med en klassisk raket. Men det vil være spild af brændstof, da man hver gang skal accelerere og bremse hele skjoldet, livsstøttesystemet og fødevareforsyningen.

I stedet kan Aldrin‑Cyklusen (foreslået af Buzz Aldrin, den anden mand på Månen), eller Mars‑Cyklusen permanent kredse, så den regelmæssigt befinder sig i nærheden af både Jorden og Mars.

Kilde: Ethan MacDonald

På denne måde kunne du bygge en permanent rumstation, som folk kan transittere til og fra Mars. Den ville have tung strålingsbeskyttelse og fødevareproduktion, samt mere komfortable og rummelige værelser og sportsfaciliteter for at holde folk i form trods fraværet af tyngdekraft.

Kilde: Buzz Aldrin

O’Neil‑cylinder & Asteroidkolonier

Når vi taler om rumhabitat, er mere ambitiøse koncepter end pit‑stop/hotellet på vej til Mars, som Aldrin‑Cyklusen, blevet overvejet. Dette er planen, som Jeff Bezos forfølger, med “en trillion mennesker, der lever i gigantiske rumstationer også kendt som O’Neil‑cylindre.”

Disse er gigantiske cylindre, hvis rotation ville skabe kunstig tyngdekraft indeni, store nok til at huse hundredtusinder eller millioner af indbyggere.

Kilde: Blue Origin

De kunne enten bruges til at tilbyde ideelle leveforhold eller til at flytte tunge og forurenende industrier ud af Jordens økosystemer.

En sådan infrastruktur ville give i princippet ubegrænset beboelsesplads for et utal af mennesker i hele solsystemet. Den kunne endda bruges til at kolonisere andre stjerner, da de i bund og grund er selvforsynende mikroplaneter.

Dog vil sådan infrastruktur sandsynligvis komme endnu senere i tidslinjen for rumkolonisering end orbitale ringe, da den ville kræve en årlig rumfremstillingskapacitet i trillioner af ton samt transport frem og tilbage til Jorden næsten uden omkostninger.

Dyson‑sfære

I den allerende del af spektret af spekulativ rum‑infrastruktur er Dyson‑sfæren, eller Dyson‑sværmen.

Først foreslået af Freeman Dyson, er idéen at bruge alle tilgængelige sten og metal i solsystemet og bygge en sværm af rumhabitat, der er endnu større end O’Neil‑cylindrene, potentielt med så meget overflade som Jorden hver, for at indfange så meget som muligt af Solens energioutput.

Kilde: Wikipedia

Dette betragtes også som en slags “endgame” for enhver rum‑færende civilisation. Det er svært at forestille sig noget mere højteknologisk end bogstaveligt at demontere planeter for at optimere brugen af deres materiale og Solens energi.

Det har været et “teknosignatur” intensivt undersøgt af astronomer for at finde tegn på potentielle udenjordiske teknologiske civilisationer.

Dette er naturligvis et meget kontroversielt emne, men det ser ud til, at allerede 60 stjerner kunne matche denne profil. Det diskuteres stadig kraftigt blandt astronomer, da det simpelthen kan være, at de har fundet en ny type stjerne. Det er dog fascinerende for folk, der er interesseret i rumforskning, og ville åbne et helt nyt perspektiv på, hvor langt menneskeheden kan gå, hvis vi stræber efter stjernerne.

Du kan også finde meget mere smuk konceptkunst og miniatureer vedrørende rumkolonisering og den infrastruktur, vi har diskuteret her, på Spacehabs.

Investering i Rum‑infrastruktur

Rum er en meget etableret industri, der oplever en genfødsel og eksplosiv vækst på grund af genanvendelige raketter. Vi har diskuteret, hvordan dette vil skabe hele muligheder i vores artikel “Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically”.

Det nuværende rum‑marked er $443 mia. Selv når man ignorerer mere spekulative (men potentielt meget lukrative) idéer som asteroid‑minedrift, rum‑turisme & hypersonisk flyvning, kan der tilføjes yderligere $350 mia i omsætning, samt en prognose for satellit‑baseret internet på $17 mia, samt militære anvendelser og subsidierede måne‑baser, videnskabelige projekter osv.

Du kan investere i rum‑relaterede virksomheder gennem mange mæglere, og du kan finde på dette websted vores anbefalinger til de bedste mæglere i USA, Canada, Australien, UK, såvel som mange andre lande.

Hvis du ikke er interesseret i at udvælge specifikke rum‑relaterede virksomheder, kan du også kigge på ETF’er som ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) eller VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) for at drage fordel af væksten i rumsektoren som helhed.

Rum‑infrastrukturvirksomheder

1. Rocket Lab

Rocket Lab er en af de mest seriøse konkurrenter på markedet for genanvendelige raketter. Virksomheden har i første omgang fokuseret på små raketter, med Electron‑opsendelsessystemet (320 kg nyttelast), som gradvist bliver gjort til en delvist genanvendelig raket. Hidtil har Electron sat 177 satellitter i 44 opsendelser.

Senere ser Rocket Lab på at skabe en mellemstor genanvendelig raket, Neutron, sammenlignelig med Falcon 9 (8 000 kg til LEO i fuldt genanvendeligt tilstand, 1 500 kg til Mars eller Venus). Neutron vil blive drevet af en metan‑brændende raketmotor (som Starship), hvilket ser ud til at blive tendensen for næste generation af raketter.

Virksomheden er bemærkelsesværdig for sin fuldt vertikalt integrerede satellit‑produktionsproces, som gør det muligt at optimere omkostninger og designhastighed. Dette har resulteret i flere kontrakter med NASA & den amerikanske regering, herunder en militær satellitkontrakt på $515 mio og en civil kontrakt på $143 mio for Globalstar.

Rocket Lab er også en stor producent af solpaneler til satellitter efter deres opkøb af SolAero Technologies i 2022, med over 1 000 satellitter drevet af disse paneler og i alt 4 MW solceller fremstillet.

Kilde: Rocket Lab

Indtil videre er deres opsendelsessystem afhængig af eksterne leverandører, men en række strategiske opkøb bør ændre dette, ved at replikere den vertikale integration, der allerede er opnået i satellitdesign og -produktion, i opsendelsessystemet.

Virksomheden ser også på muligheden for en telekommunikations‑LEO‑konstellation for at generere tilbagevendende indtægter. Den bidrager også til forskning inden for rum‑produktion med Varda Space Industries og orbital affaldsinspektion.

Mens SpaceX havde Elon Musks forretningssans til at udvikle sin teknologi fra bunden, har Rocket Lab brugt en blanding af F&U og opkøb til at integrere den nødvendige teknologi vertikalt. Dette har vist sig meget succesfuldt i satellitproduktion, og de ser nu på at replikere denne strategi for genanvendelige raketter.

Med den eksisterende cash‑flow fra satellitproduktion & Electron‑succeserne er Rocket Lab en god kandidat til at indhente SpaceX, i hvert fald indtil masse‑drivere og anden infrastruktur er bygget i løbet af et par årtier.

2. Virgin Galactic

Virksomheden blev grundlagt af Richard Branson og fokuserer på rumturisme.

Billetterne ligger i intervallet $250.000‑450.000, med en lang venteliste. De første kunder ser ud til at være ekstatiske over deres oplevelse:

“Jeg vidste altid, at det ville blive den mest ekstraordinære oplevelse i mit liv. Jeg vidste det. Og folk fortalte mig, at det ville blive sådan. Men så, når det er… og det er på et andet niveau end den oplevelse, du troede, du ville få… så er det meget svært at forklare.”

“Dette har været den bedste dag i mit liv, den mest sensationelle dag i mit liv. Og du kan ikke få noget bedre end det. Det overgik mine vildeste drømme.”

Virgin Galactic har arbejdet på at forbedre sin enhedøkonomi med et nyt opsendelsessystem, “Delta”, som kan transportere 6 passagerer i stedet for 4, og udføre 8 flyvninger pr. måned i stedet for kun én.

Sammen skulle disse to forbedrede parametre øge indtægten pr. enhed med 12‑fold, med en tilbagebetalingsperiode på under 6 måneder for hver Delta‑shuttle. Delta‑flytest forventes midt i 2025.

Kilde: Virgin Galactic

Markederne var bekymrede, da det blev annonceret, at Branson ikke ville investere yderligere i Virgin Galactic. Især efter fyringen af 185 medarbejdere og en pause i rumflyvninger i 2024, for at vente på ankomsten af Delta‑shuttlen og reducere cash‑burn‑hastigheden.

Alligevel er Virgin Galactic prognostiseret til at have nok likviditet til at køre indtil 2025 eller 2026. Så hvis udviklingen af Delta‑flysystemet forløber glat (en risikabel proposition i luft‑ og rumfartsindustrien), bør virksomheden kunne fokusere på at genstarte og øge cash‑flowet, med et system der er profitabelt på enhedsbasis. Og bringe virksomheden til positiv cash‑flow i 2026.

Kilde: Virgin Galactic

(Det skal bemærkes, at Virgin Galactic er anderledes end Virgin Orbit. Virgin Orbit gik konkurs i april 2023, og leverede opsendelsestjenester for små satellitter, med Rocket Lab, der overtog virksomhedens Long Beach‑facilitet, fremstillings‑ og værktøjsaktiver).

Den nylige konkurs for Virgin Orbit og afstanden fra Virgin Galactic, som grundlægger Richard Branson har skabt, har beskadiget virksomhedens image hos investorer, hvilket resulterede i et fald i aktiekursen i 2023 og 2024.

Forsigtighed omkring selve aktien anbefales kraftigt.

Samtidig viser den tidligere kundetilfredshed, en klar plan for et profitabelt design (Delta‑shuttles) og en lang venteliste af potentielle kunder, at virksomheden stadig kan være levedygtig, selv uden yderligere kapital.

Så længe den kan flyve Delta‑klassen shuttle hurtigt nok. Hidtil er fabrikken til at bygge Delta færdig, og konstruktionen bør starte i Q1 2025.

Mange vil afhænge af succesen med at udvikle, producere og drive Delta‑shuttlen og nå dette mål inden udgangen af 2025.

Hvis dette er tilfældet, vil den meget lavere værdiansættelse skabe en mulighed for investorer til at købe virksomhedens aktier til en rabat.