Ekonomi Berbasis Ruang Angkasa Masa Depan

Mengembangkan Perekonomian ke Atas

Dengan lebih banyak pengujian Starship SpaceX yang sedang berlangsung, tampaknya impian lama fiksi ilmiah tentang koloniasi ruang angkasa menjadi lebih realistis setiap hari. Elon Musk bahkan memimpikan misinya pertama ke Mars di akhir dekade ini, dengan koloni yang lengkap dalam 20-30 tahun ke depan.

Ini juga dengan latar belakang bahwa baik Cina dan NASA memiliki rencana besar untuk basis bulan permanen (Misi Artemis), serta diskusi tentang stasiun ruang angkasa baru oleh UE, India, dan Rusia, di atas pertumbuhan yang cepat dari stasiun ruang angkasa Cina.

Untuk saat ini, teknologi dan eksplorasi ruang angkasa sebagian besar didorong oleh penelitian ilmiah, kebanggaan nasional, dan ambisi milyuner seperti Elon Musk dan Jeff Bezos.

Namun, dalam jangka panjang, upaya koloniasi ruang angkasa yang berkelanjutan harus layak secara ekonomi. Secara historis, ventura kolonial seperti ekspansi Eropa ke Amerika dibuat memungkinkan oleh nilai tinggi produk lokal seperti kopi, cokelat, atau gula.

Serupa, pembangunan infrastruktur ruang angkasa dan koloni dalam skala yang cukup besar akan memerlukan pengembalian investasi yang solid bagi negara, perusahaan, dan individu yang mendukungnya. Ini juga akan diperlukan untuk meyakinkan cukup banyak orang untuk mengambil risiko bahaya dari lingkungan yang tanpa udara, ter radiasi, dan sangat tidak ramah.

Kendala Ekonomi

Gravitasi & Biaya Peluncuran

Fakta ekonomi inti dari setiap ekonomi berbasis ruang angkasa adalah bahwa mendapatkan sesuatu ke orbit itu mahal… Sangat mahal.

Melawan gravitasi Bumi memerlukan ton energi dan mesin yang sangat maju. Ini terutama benar untuk mengirim orang atau peralatan ke orbit geostasioner (GEO) atau sejauh Bulan atau ruang angkasa dalam.

Mesin seperti itu saat ini hanya ada dalam bentuk roket, dengan roket yang dapat digunakan kembali baru saja dibuat memungkinkan berkat SpaceX. Sistem peluncuran lainnya selain roket mungkin mengubah persamaan ini dalam jangka panjang (lebih lanjut di bawah), tetapi ini akan menjadi kendala utama untuk beberapa dekade mendatang.

Karena roket yang dapat digunakan kembali SpaceX, kendala ini telah menjadi sedikit kurang berat, memungkinkan AS untuk menjadi kekuatan dominan dalam peluncuran orbit dalam beberapa tahun terakhir.

Sumber: Our World In Data

Bahkan dengan kesuksesan baru-baru ini, ini berarti bahwa setiap kilogram dari apa pun di luar angkasa datang dengan tambahan tag harga beberapa ribu dolar, dan masih perkiraan minimum +$100/kg dengan armada Starship SpaceX yang hipotetis.

Ini tidak terlalu berdampak pada membawa ke ruang angkasa chip komputer canggih atau bahan berharga dan teknologi. Tapi ini menempatkan harga yang sangat tinggi pada bahan sederhana dan berat seperti makanan atau baja.

Konsekuensi lain dari fakta inti ini adalah bahwa sekali sesuatu berada di orbit atau ruang angkasa dalam, Anda lebih suka untuk menjaganya di sana.

Jadi, misi berlangsung selama bertahun-tahun dan daur ulang yang ada di mana-mana akan menjadi kenyataan dalam ekonomi berbasis ruang angkasa.

Biaya Teknologi & Lingkungan

Faktor kunci lainnya dalam peralatan ruang angkasa adalah bahwa mereka harus beroperasi dalam lingkungan yang sangat tidak ramah. Suhu ekstrem panas dan dingin, vakum total, mikrometeorit, angin surya, radiasi, semua kondisi ini menempatkan persyaratan ekstra dan stres pada bahan. Setiap kegagalan kecil dapat berkembang menjadi bencana dengan sangat cepat dalam kondisi seperti itu.

Jadi, setiap potongan peralatan dan mesin perlu lebih kuat dari biasanya. Dan hampir tanpa cela. Dan dengan banyak redundansi.

Semua ini akan membutuhkan biaya.

Jadi, apa pun yang dilakukan di ruang angkasa membutuhkan alasan yang baik untuk dilakukan di sana bukan di Bumi. Jika tidak, ekonominya tidak akan berfungsi.

Sistem Pemeliharaan Hidup

Terakhir, sementara kemungkinan besar akan bergantung pada otomatisasi, kebutuhan akan presisi, kecerdasan, dan reaktivitas akan berarti bahwa manusia perlu mengoperasikan dan memelihara sebagian besar ekonomi ruang angkasa.

Tapi ingat, membawa benda berat seperti makanan ke orbit datang dengan tag harga yang berlebihan. Satu kilogram tepung tiba-tiba berharga +$1.000, sama dengan satu liter air. Bahkan udara sekarang sangat berharga.

Di atas jumlah astronaut tertentu ke orbit, satu-satunya cara untuk membuat ini berkelanjutan adalah dengan memproduksi 99% dari pasokan makanan di lokasi, dengan mungkin hanya pasokan benih, vitamin, dan pil mineral yang datang dari Bumi.

Sektor Menguntungkan

Secara keseluruhan, memproduksi apa pun, memeliharanya, dan bahkan hanya bertahan hidup di ruang angkasa itu mahal. Dan akan tetap mahal dalam waktu dekat.

Ekonomi berbasis ruang angkasa yang berkelanjutan harus menghasilkan banyak uang untuk membayar biayanya. Untuk membayar orang gaji yang cukup menarik, untuk membayar biaya peluncuran, dan untuk membayar peralatan yang diperkuat, itu perlu terlibat dalam kegiatan yang sangat menguntungkan.

Dan karena semua yang dilakukan di ruang angkasa lebih mahal, itu tidak akan dapat bersaing dengan sebagian besar industri berbasis Bumi.

Parawisata

Mengalami ketidakberatian atau melihat Bumi dari orbit adalah pengalaman unik yang hanya beberapa ratus manusia pernah miliki. Ini membuatnya sangat menarik, baik untuk penggemar sains dan orang kaya yang bosan mencari pengalaman baru.

Pengalaman unik lainnya bisa dibuka nanti, dari menginap di Bulan hingga mendaki gunung berapi Mars setinggi 21,9 km (13,6 mi atau 72.000 kaki) dengan tebing setinggi 7 km atau melihat cincin Saturnus dari dekat.

Industri parawisata global diperkirakan setidaknya $7,7 triliun. Bahkan segmen parawisata mewah yang lebih sempit dan relevan dengan parawisata ruang angkasa diperkirakan mewakili $1,9 triliun.

Jika hanya 1% dari pasar ini dihabiskan untuk parawisata ruang angkasa, ini mewakili $19 miliar. Dengan biaya peluncuran sebesar $90 juta untuk Falcon Heavy (dan lebih rendah untuk Starship di masa depan), parawisata saja bisa membiayai ratusan peluncuran per tahun.

Paling mungkin, ini akan menjadi sektor yang sangat aktif dalam beberapa tahun awal ekonomi berbasis ruang angkasa.

Dan mungkin akan mengambil tempat duduk ketika sektor lain berkembang, dan keunikan menghilang. Menjadi orang pertama yang mendaki Gunung Olympus tidak ternilai. Menjadi orang ke-3.489 tidak terlalu menarik, bahkan jika ini tidak tampaknya menghentikan banyak orang yang membayar $30.000 hingga $200.000 untuk ekspedisi Gunung Everest yang berbahaya.

Seperti yang dibahas dalam artikel sebelumnya “Ekonomi Mars Masa Depan“, parawisata mungkin dimulai di sekitar Bumi, tetapi berakhir sebagai industri “ekspor” utama untuk koloni Mars awal.

Penerbangan Suborbital Cepat

Bepergian melalui atmosfer terbatas oleh gesekan udara yang memperlambat dan memanaskan pesawat. Ini adalah alasan utama mengapa transportasi penumpang supersonik komersial tidak pernah benar-benar lepas landas.

Tapi bepergian dengan kecepatan Mach 10-20 tidak menjadi masalah jika Anda bisa pergi di atas atmosfer. Dalam konteks ini, bepergian dari London ke Sidney bisa memakan waktu kurang dari 1-2 jam.

Kecepatan yang sama sangat menarik bagi militer, dengan SpaceX tampaknya dikomisi oleh Pentagon untuk mengembangkan cara untuk memindahkan peralatan atau personil militer dengan sangat cepat.

“Pikirkan tentang memindahkan setara dengan payload C-17 ke mana saja di dunia dalam waktu kurang dari satu jam. Pikirkan tentang kecepatan yang terkait dengan pergerakan transportasi kargo dan orang,”

Jenderal Stephen Lyons – mantan komandan USTRANSCOM

Telekomunikasi Ruang Angkasa

Hampir tidak dalam ranah spekulasi, ini sudah menjadi kenyataan dengan jaringan internet satelit Starlink SpaceX dengan kecepatan tinggi dan latensi rendah.

Starlink sudah memiliki 3 juta pelanggan dan diperkirakan menghasilkan $6,6 miliar.

Perusahaan dan negara lain juga berusaha untuk membuat konstelasi internet orbit bumi rendah mereka sendiri, termasuk Rusia, Cina, Amazon, OneWeb, dll..

Ini adalah proyek pertama yang sukses yang memerlukan infrastruktur ruang angkasa skala besar, karena Starlink mewakili 60% dari semua satelit di orbit.

Sumber: Reddit

Proyek Pemerintah

Seperti yang disebutkan sebelumnya, ini tidak dapat membentuk dasar ekonomi ruang angkasa yang mandiri. Namun, pertanyaan tentang kebanggaan nasional, keamanan nasional, serta anggaran untuk penelitian dasar akan menjadi sumber pendapatan besar bagi perusahaan ruang angkasa awal.

Misalnya, upaya internasional untuk membangun radioteleskop di sisi jauh Bulan saja akan secara efektif mensubsidi ekonomi Bulan selama bertahun-tahun.

Sumber: NASA

Sektor lain yang serupa akan menjadi industri pertahanan. Misalnya, SpaceX dikabarkan sedang membangun versi militer dari Starlink, yang disebut Starshield.

Energi Ruang Angkasa

Setelah telekomunikasi dan parawisata, segmen lain yang sangat besar dari perekonomian global adalah pembangkitan energi.

Kebutuhan energi peradaban kita mungkin ditutupi dengan cara bebas karbon melalui campuran energi terbarukan dan nuklir, sesuatu yang kita bahas dalam “Campuran Energi Masa Depan Kita”.

Namun, alternatif atau opsi komplementer bisa memanen sinar matahari baik di orbit atau di Bulan dan meneruskannya kembali ke Bumi. Ini tidak mungkin terjadi dalam skala besar sebelum 2035 atau lebih lambat.

Namun, jika terbukti menjadi solusi yang kompetitif untuk produksi energi, ini kemungkinan akan membentuk tulang punggung ekonomi berbasis ruang angkasa, dengan uang dari pembangunan pembangkit listrik, penjualan listrik, serta layanan pemeliharaan dan daur ulang yang menjadi industri inti dari koloni ruang angkasa yang baru.

Sumber: Space Solar

Kita membahas lebih lanjut bagaimana ini bekerja dan apa yang mungkin membuat atau menghancurkan ide ini dalam “Solusi Energi Berbasis Ruang Angkasa untuk Energi Bersih Tak Terbatas“.

Pertambangan Asteroid

Secara keseluruhan, melakukan sesuatu di ruang angkasa, terutama dengan gravitasi nol atau rendah, mungkin cukup rumit.

Dalam lingkungan tanpa gravitasi, cairan tidak tetap berada di tempatnya, debu dan bubuk sangat bermasalah, dan api bahkan lebih berbahaya dari biasanya. Pembuatan di kondisi seperti ini bisa sulit.

Namun, ada satu kegiatan industri di mana tidak adanya gravitasi akan sangat menguntungkan: memindahkan ribuan ton batu untuk mengekstrak mineral berharga.

Sebagian besar biaya penambangan di Bumi terkait dengan betapa sulitnya menggali, memindahkan, dan menghancurkan ton batu untuk beberapa kilogram atau bahkan gram logam yang berguna. Selain itu, sebagian besar logam di Bumi telah tenggelam jauh ke dalam planet, dengan hanya sebagian kecil kembali ke permukaan melalui aktivitas geologi, membentuk urat bijih ke dalam batuan.

Ini tidak terjadi dengan asteroid. Banyak di antaranya sangat kaya akan logam; faktanya, sabuk asteroid di sistem tata surya kita mengandung ~8% asteroid kaya logam (tipe M). Dengan sabuk asteroid seluruhnya memiliki berat 2,4 kuadriliun ton, itu banyak logam.

Sumber: ESA

Di Bumi, kita menggali sedalam 2-4 km untuk emas atau platinum. Tapi hanya satu asteroid, 16 Psyche, mungkin merupakan potongan logam seberat 200 km yang menunggu untuk ditambang dengan nilai (pada harga saat ini) sebesar $10-700 kuadriliun.

Jadi mudah untuk melihat bagaimana kegiatan ini bisa mengalahkan semua kegiatan lainnya dalam ekonomi berbasis ruang angkasa.

Pemanfaatan Lokal

Sumber pendapatan lain bagi pertambangan asteroid akan menjadi untuk menyediakan sumber daya dasar bagi operasi ruang angkasa.

Membawa air, besi, silikon, litium, atau nikel ke orbit sangat mahal karena beratnya. Sebagai gantinya, mengeksploitasi komet kecil atau asteroid untuk menyediakan sumber daya ini untuk pabrik dan kolon ruang angkasa akan sangat kompetitif dibandingkan dengan impor dari Bumi.

Manufaktur Ruang Angkasa (Visi Jeff Bezos)

Sementara Elon Musk sangat fokus pada koloni Mars, milyuner lain dalam perlombaan ruang angkasa, Jeff Bezos malah bermimpi tentang miliaran orang yang hidup dalam stasiun ruang angkasa raksasa juga dikenal sebagai silinder O’Neil.

Dalam skenario ini, ekonomi berbasis ruang angkasa secara bertahap membangun lebih banyak mini-planetary buatan yang dapat menampung miliaran orang. Dan memindahkan semua industri berat yang mencemari ke orbit dan menjauh dari biosfer Bumi.

Sumber: Blue Origin

Meskipun mungkin menjadi titik akhir, ini tidak mungkin terjadi dalam hidup kita. Ini karena beberapa alasan.

Selama pertambangan asteroid tidak menjadi industri besar, teknologi dan bahan baku untuk silinder O’Neil tidak terjangkau.

Dan selama silinder O’Neil tidak menjadi kenyataan, manufaktur massal di orbit untuk apa pun selain pesawat ruang angkasa, satelit, dan infrastruktur pendukung kemungkinan tidak akan kompetitif.

Tentu saja, ini bisa berubah jika, misalnya, regulasi lingkungan yang lebih ketat diterapkan. Namun, mengingat bagaimana pajak karbon tidak dikelola untuk diterapkan secara global, pembatasan lebih lanjut pada aktivitas industri tidak mungkin terjadi segera.

Beberapa manufaktur mungkin mendapat manfaat dari dilakukan di ruang angkasa; terutama, produksi serat optik yang lebih baik, atau beberapa produk farmasi & kimia mungkin mendapat manfaat dari kondisi mikrogravitasi. Namun, industri berat kemungkinan akan tetap berada di luar Bumi untuk saat ini.

Perhitungan & Ekonomi Berbasis Pengetahuan

Mengirim produk fisik naik dan turun sumur gravitasi pasti akan meningkatkan harganya. Jadi, kita tidak akan pernah melihat jenis globalisasi rantai pasokan yang intens seperti yang terjadi dengan perdagangan laut terjadi dengan perjalanan ruang angkasa ini abad.

Namun, keterbatasan seperti itu tidak menjadi masalah untuk mentransfer data, terutama antara posisi yang berdekatan seperti orbit Bumi atau bahkan Bulan. Ruang angkasa juga dapat menawarkan lingkungan yang sangat dingin, membuat pendinginan lebih mudah.

Ini bisa membuatnya menjadi tempat yang ideal untuk melakukan tugas komputasi yang intensif energi. Dengan AI, komputasi kuantum, dan realitas virtual menjadi semakin dominan dalam perekonomian, kita bisa dengan mudah membayangkan bahwa komputasi berbasis ruang angkasa bisa menjadi pusat keuntungan baru bagi koloni ruang angkasa.

Serupa, ilmuwan, penulis, dan profesional berbasis data lainnya bisa mengekspor layanan mereka dengan mudah tanpa keterbatasan yang dialami oleh produk fisik.

Megaprojects

Banyak dari industri berbasis ruang angkasa yang diharapkan bergantung pada keuntungan cepat dari menjual energi, logam berharga, dan mungkin produk teknologi tinggi dan komputasi ke Bumi.

Tapi juga memungkinkan bahwa perspektif planet baru yang sepenuhnya menjadi tujuan dalam dirinya sendiri. Terutama jika upaya ini menjadi topik persaingan sengit antara negara atau blok budaya. Kita bisa melihat pengulangan kolonialisasi Amerika atau “perebutan Afrika”, yang didorong lebih oleh nasionalisme daripada kalkulasi rasional ekonomi.

Jika ini yang terjadi, maka kita harus mengharapkan beberapa megaproject untuk membuat mencapai orbit jauh lebih murah dan menjadi fokus utama ekonomi berbasis ruang angkasa.

Salah satunya bisa menjadi pembangunan elevator ruang angkasa. Konsep ini akan membuat biaya mencapai orbit hampir sepele, dan kemungkinan akan diperlukan untuk menciptakan visi “triliun orang di ruang angkasa” dari Jeff Bezos.

Sumber: JHU Engineering

Ikhtisar Ekonomi Berbasis Ruang Angkasa yang Matang

Orbit Bumi

Di orbit bumi rendah, jaringan ultra-padat yang terdiri dari ratusan ribu satelit menyediakan internet kecepatan tinggi di mana-mana, serta citra satelit instan.

Parawisata ruang angkasa sekarang menjadi hiburan yang umum bagi mereka yang cukup kaya untuk membelinya. Dan begitu juga dengan perjalanan antar benua dalam waktu kurang dari satu jam. Kita bahkan bisa melihat individu kaya atau perusahaan besar mulai membeli roket pribadi mereka sendiri, karena tag harga di bawah $100 juta untuk Starship berada dalam kisaran harga kapal pesiar mewah dan jet pribadi besar.

Lebih jauh ke orbit geostasioner, jaringan satelit daya meneruskan kembali daya ke Bumi. Serangkaian fasilitas untuk pemeliharaan dan daur ulang sistem ini beroperasi di dekatnya.

Bulan

Basis Bulan Eurasia dan Barat pertama telah berkembang menjadi kompleks industri penuh.

Produksi satelit daya surya sekarang sebagian besar dilakukan di sini, karena biaya peluncuran lebih rendah berkat 1/6 gravitasi Bumi dan tidak adanya atmosfer. Atau alternatif, sebagian besar pembangkitan daya berbasis ruang angkasa dilakukan di permukaan Bulan itu sendiri dan hanya diteruskan ke Bumi.

Beberapa resor mewah ultra-pribadi melengkapi fasilitas industri yang jauh lebih sederhana.

Sumber: ICON

Mars & Sabuk Asteroid

Mars

Jarak yang masif dan biaya yang terkait memaksa kondisi yang jauh lebih kasar daripada di sekitar Bumi.

Namun, ini tidak menghentikan kolonialis ambisius untuk membuat planet ini menjadi rumah baru mereka. Ekonomi lokal masih bergantung pada impor, dan produsen lokal terus mencoba membangun rantai pasokan lokal.

Planet ini juga merupakan pusat utama untuk pengisian bahan bakar, perbaikan, dan pasokan makanan untuk stasiun penambangan asteroid dan kapal yang bekerja di sabuk asteroid terdekat.

Penduduk setempat bermimpi tentang terraformasi planet ini, dengan proyek “menghijaukan Alam Semesta” menjadi nilai sentral dari budaya Mars yang baru. Ini secara bertahap membuat Mars menjadi pusat bioteknologi, dengan diskusi yang berkembang tentang etika rekayasa genetika yang diterapkan pada manusia untuk membantu mempercepat proses kolonialisasi.

Sumber: Mind Matters

Sabuk

Sabuk asteroid telah berubah menjadi situs ekstraksi sumber daya raksasa yang mirip dengan Outback Australia, Arktika Rusia, atau rig minyak lepas pantai.

Ini terus memasok kebutuhan tak terbatas Bumi akan bahan baku, terutama logam dari grup platinum, emas, perak, dan tembaga, yang semua runtuh karena kelangkaan baru mereka.

Menyediakan bahan baku untuk industri orbital adalah kegiatan utama lainnya.

Ini pada gilirannya telah memungkinkan elektrifikasi massal perekonomian Bumi, serta fokus pada dekarbonisasi dan menggantikan plastik dengan bagian logam yang dicetak 3D.

Sumber: Mining.com

Lokasi Lain

Koloni lain sedang berkembang atau direncanakan, tetapi viabilitas ekonomi mereka terhambat oleh kondisi yang lebih keras dan jarak yang lebih besar.