宇宙
宇宙空間ベースの経済の未来
経済を上向きに成長させる
SpaceXのStarshipのテストが続いているため、宇宙の植民地化という古いSFの夢が日に日に現実的になっている。エロン・マスクは、現代の終わりまでに火星への最初のミッションを想定しており、20〜30年以内に完全な植民地を計画している。
これは、中国とNASAが月の恒久的な基地（アーティミス計画）を計画していること、またEU、インド、ロシアが新しい宇宙ステーションを議論していることと同時進行している。
現段階では、宇宙技術と探索は、主に科学研究、国家の威信、エロン・マスクやジェフ・ベゾスのような億万長者の野心によって推進されている。
しかし、長期的には、持続可能な宇宙植民地化の努力は、経済的に実行可能でなければならない。歴史的に、ヨーロッパのアメリカ大陸への拡大は、コーヒー、カカオ、または砂糖のような地元の製品の高価値によって可能になった。
同様に、宇宙のインフラストラクチャーと植民地を大規模に建設するには、支援する国家、企業、個人のために投資収益が必要になる。これは、多くの人に空気のない、放射線を浴び、全体的に非常に敵対的な環境の危険を冒すことを決断させるために必要である。
経済的制約
重力と打ち上げコスト
宇宙ベースの経済の基本的な経済的事実は、物体を軌道に置くことが非常に高価である、ということである。
地球の重力場を克服するには、多くのエネルギーと非常に高度な機械が必要である。これは、特に静止軌道（GEO）または月、または深宇宙への人々や機器の打ち上げの場合に特に当てはまる。
現在、ロケット以外の打ち上げシステムは存在しない。ロケットの再使用は、SpaceXによって最近可能になった。ロケット以外の打ち上げシステムは、将来的に状況を変える可能性がある（以下参照）が、これが将来数十年間の中心的な制約となる。
SpaceXの再使用可能なロケットのおかげで、この制約は少し軽減されたため、アメリカは最近、軌道打ち上げで支配的な力になった。
ソース: Our World In Data
この最近の成功にもかかわらず、宇宙にあるすべてのキログラムには、数千ドルの追加の価格が付加され、仮想的なSpaceXのStarshipのフル・フリートでは、最低でも+$100/kgのコストが見込まれる。
これは、先進的なコンピュータ・チップや貴重な材料、技術を宇宙に運ぶ場合にはあまり影響がない。しかし、食料や鉄鋼のような単純で重い材料の場合、非常に高価になる。
この基本的事実のもう1つの結果は、物体が軌道上または深宇宙にある場合、そこに留めておきたいということである。
したがって、数年間のミッションと、常に存在するリサイクルは、宇宙ベースの経済における生活の事実となる。
技術コストと環境
宇宙機器のもう1つの重要な要素は、非常に敵対的な環境で動作する必要があることである。極端な低温と高温、真空、微小隕石、太陽風、放射線など、これらの条件は材料に追加の要件とストレスを加える。宇宙での機器の故障は、迅速に大惨事にエスカレートする可能性がある。
したがって、すべての機器と機械は、通常よりも頑丈で、ほぼ完全に故障しないものでなければならない。さらに、多くの冗長性が必要である。
すべてこれらはコストがかかる。
したがって、宇宙で行われるすべての作業には、地球で行うよりも十分な理由が必要である。そうでなければ、経済的には成り立たない。
生命維持システム
最後に、自動化に大きく依存する可能性はあるが、精密さ、知性、反応性の必要性により、宇宙経済の多くの部分を人間が運用し、維持する必要がある。
しかし、重い物体を軌道上に運ぶことは非常に高価であることを思い出してください。小麦1kgや水1リットルは、+$1,000のコストがかかります。空気さえも貴重です。
ある数以上の宇宙飛行士を軌道上に運ぶ場合、持続可能な唯一の方法は、地上から種子、ビタミン、ミネラル剤のみを輸送し、食料の99%を現地で生産することである。
利益の出るセクター
全体として、宇宙で物を作ったり、維持したり、さらには生き残ることさえも、高価である。将来もそうである。
持続可能な宇宙ベースの経済は、多くの収入を生み出す必要がある。人々に魅力的 enough な給与を支払うために、打ち上げコストを支払うために、強化された機器を支払うために。
そして、宇宙で行われるすべてのことが地球ベースの業界と競合することはできない。
しかし、宇宙には、すぐに非常に利益の出る活動が数多くあるかもしれない。
観光
無重力の体験や、軌道上からの地球の景色は、数百人の人間だけが体験したことのあるユニークな体験である。これは、科学愛好家や新しい体験を求める富裕層にとって、魅力的である。
将来的には、月面滞在や火星の21.9km（13.6マイルまたは72,000フィート）の火山を登る、または土星の環を見上げるなど、さらにユニークな体験が解放される可能性がある。
世界の観光業界は、少なくとも7.7兆ドルと見積もられている。宇宙観光に関連する狭いセグメントである、豪華旅行は1.9兆ドルを表している。
この市場のわずか1%が宇宙旅行に費やされれば、19億ドルの収入になる。ファルコン・ヘビーの打ち上げコストは9,000万ドル（将来のStarshipではさらに安くなる）であるため、観光業だけで年間数百回の打ち上げを賄うことができる。
おそらく、これが宇宙ベースの経済の初期の年間に非常に活発なセクターになる。
そして、他のセクターが発展し、新鮮さが消えると、後ろに下がるかもしれない。
オリンポス山を登ることは、価値があります。3,489番目の人が登ることは、それほど面白くないかもしれない。
亜軌道高速飛行
大気の摩擦による空気の抵抗が、航空機の速度を制限する。したがって、超音速の旅客輸送は、実際には成功しなかった。
しかし、大気の上空を飛行する場合、Mach 10〜20で飛行することは問題ではない。
この文脈では、ロンドンからシドニーまでの旅行は1〜2時間以内で可能になる。
同様の速度は、軍事にも大きな関心がある。SpaceXは、超高速で軍事装備や人員を輸送する方法を開発するために、ペンタゴンによって依頼されたとされる。
“C-17ペイロード相当の物資を地球上のどこにでも1時間以内に輸送できることを考えてみてください。貨物や人の輸送に伴う速度について考えてみてください。”
元USTRANSCOM司令官、スティーブン・ライオンズ将軍
宇宙テレコム
これはほとんど推測の域を出ない。SpaceXのStarlink衛星ベースのインターネット・ネットワークは、すでに実用化されており、高速で低遅延である。
Starlinkには300万人のサブスクライバーがおり、66億ドルの収益が見込まれている。
他の企業や国家も、低軌道のインターネット・コンステレーションを構築しようとしている。ロシア、中国、Amazon、OneWebなど。
これは、多くの宇宙インフラストラクチャーを必要とする最初の成功プロジェクトであり、Starlinkは軌道上の衛星の60%を占める。
ソース: Reddit
政府プロジェクト
先ほど述べたように、これらは自給自足する宇宙経済の基盤を形成できない。国家の威信、国家安全保障、および基礎研究のための予算は、初期の宇宙企業にとって大きな収入源となる。
たとえば、月の反対側に電波望遠鏡を建設するための国際的な取り組みは、月の経済を数年間で実質的に補助することになる。
ソース: NASA
別のセクターは、防衛産業になるだろう。たとえば、SpaceXは、Starlinkの軍事版であるStarshieldを開発しているという噂がある。
宇宙エネルギー
テレコムと観光の次に、世界経済の別の大きなセクターはエネルギー生成である。
私たちの文明のエネルギー需要は、再生可能エネルギーと原子力の組み合わせによって、炭素を排出せずに満たされるかもしれない。これについては、「私たちの将来のエネルギー構成」で議論した。
しかし、代替または補完的な選択肢は、軌道上または月面で太陽光を収集し、それを地球にビームバックすることである。これは、2035年以降には起こりそうにない。
しかし、エネルギー生成のための競争力のある解決策であることが証明されれば、宇宙ベースの経済の背骨となる可能性がある。電力生成、電力の販売、メンテナンス、およびリサイクルサービスは、宇宙植民地の新しい産業となる。
ソース: Space Solar
私たちは、どのように機能するか、また何がこのアイデアを成功させるか、破壊するかについて、「宇宙ベースのエネルギー・ソリューション：無限のクリーン・エネルギー」でさらに詳しく説明した。
小惑星鉱業
全体として、宇宙での作業、特に無重力または低重力の環境では、かなり複雑になる。
無重力の環境では、液体はその場に留まらず、粉塵や粉末は特に問題を引き起こし、火災は通常よりも危険である。这种条件での製造は困難になる。
しかし、重量がなくても有利な産業活動がある：数千トンの岩石を移動して貴重な鉱物を抽出すること。
地球での採鉱の大部分のコストは、岩石を掘り出し、移動し、数kgまたは数gの有用な金属を抽出するために必要なことに関係している。また、地球上の金属の大部分は地球の内部に沈んでおり、地質学的な活動によって表面に戻るのはわずかしかない。
これは小惑星の場合ではない。多くの小惑星は非常に金属が豊富である。実際に、太陽系の小惑星帯には、約8%の金属豊富な（M型）小惑星が含まれている。小惑星帯全体の重量は2.4クインティリオントンであるため、これは多くの金属を意味する。
ソース: ESA
地球では、金や白金のために2〜4kmの深さまで掘削している。しかし、16 Psycheという小惑星は、200kmの金属の塊で、現在の価格で10〜700クインティリオンドルの価値があるかもしれない。
したがって、この活動が他のすべての宇宙ベースの経済を上回ることができるのは容易に理解できる。
現地での利用
小惑星鉱業のもう1つの利益は、宇宙作業に基本的な資源を提供することである。
水、鉄、ケイ素、リチウム、ニッケルを軌道上に運ぶことは非常に高価である。代わりに、小惑星や小惑星を利用して、これらの資源を宇宙の工場や植民地に提供することは、地球からの輸入よりも競争力があるだろう。
宇宙製造（ジェフ・ベゾスのビジョン）
エロン・マスクは火星の植民地に焦点を当てている一方で、宇宙競争のもう1人の億万長者であるジェフ・ベゾスは、巨大な宇宙ステーション、つまりO’Neilシリンダーに住む1兆人の人々の夢を見ている。
このシナリオでは、宇宙ベースの経済は、数十億人の人々を住まわせることができる人工的なミニ・惑星を徐々に構築する。地球の生物圏から、汚染する重工業をすべて軌道上に移す。
ソース: Blue Origin
しかし、これはおそらく私たちの生涯の中では起こりそうにない。これは、いくつかの理由による。
小惑星鉱業が大規模な産業でない限り、O’Neilシリンダーの技術と原材料は手の届かないものである。
そして、O’Neilシリンダーの現実化が起こるまで、宇宙での大量生産は、宇宙船、衛星、支援インフラ以外のものには、競争力がないだろう。
もちろん、これは、より厳格な環境規制が施行された場合に変わるかもしれない。しかし、炭素税が世界的に適用されていないことを考えると、工業活動に対するさらなる制限は起こりそうにない。
いくつかの製造業は、宇宙で行われることによって利益を得るかもしれない。特に、より優れた光ファイバの生産や、一部の製薬品や化学品は、微小重力の条件から利益を得るかもしれない。ただし、重工業は今のところ地球から離れることはないだろう。
計算と知識経済
物理製品を重力の井戸の上下に運ぶことは、その価格を上げる確実な方法である。したがって、海上貿易におけるグローバル化の激しいサプライ・チェーンが宇宙旅行で起こることは、この世紀には見られないだろう。
しかし、データの転送にはそのような制限がない。特に、地球の軌道や月の近くのような近い位置間でそうである。宇宙は、冷却が容易な極寒の環境も提供する。
これにより、エネルギー集約型の計算タスクを実行するのに理想的な場所となる。AI、量子コンピューティング、仮想現実が経済の支配的な部分になるにつれて、宇宙ベースのコンピューティングが宇宙植民地の新しい利益センターになることは容易に想像できる。
同様に、科学者、作家、その他のデータ主導の専門家は、物理製品を輸出する際に直面する制限なしに、容易にサービスを輸出することができる。
メガプロジェクト
宇宙ベースの産業の大部分は、エネルギーや貴重な金属、または高性能製品と計算を地球に販売することで、迅速に利益を生み出すことになる。
しかし、完全に新しい惑星の価値が目標となる可能性もある。特に、国や文化ブロック間の激しい競争の対象となる場合。アメリカ大陸の植民地化や「アフリカ分割」の再現が見られ、経済的合理性よりも国家主義によって推進される可能性がある。
その場合、軌道上への到達を大幅に安価にするメガプロジェクトが、宇宙ベースの経済の主な焦点となる。
そのようなプロジェクトの1つは、宇宙エレベーターの建設である。コンセプトは、軌道上への到達のコストをほとんどゼロにする。ジェフ・ベゾスの「1兆人の宇宙での生活」のビジョンを実現するには、おそらく必要になる。
ソース: JHU Engineering
成熟した宇宙ベースの経済の概要
地球の軌道
低地球軌道には、数十万の衛星が存在し、どこでも高速のインターネットと即時の衛星画像を提供する。
宇宙旅行は、十分な財力を持ち合わせた人にとっては、一般的なレジャー活動となっている。同様に、1時間以内で大陸間を移動することも可能である。超富裕層や大企業が、スーパーヨットや大型私用ジェットと同等の価格の<$100Mの価格設定のStarshipを購入し始めることができる。
さらに遠くにある静止軌道には、電力衛星のネットワークが地球に電力をビームバックする。近くには、これらのシステムのメンテナンスとリサイクルを行う施設群がある。
月
最初のユーラシア系と西側の月基地は、完全な産業複合体に広がっている。
太陽電力衛星の生産は、主に月で行われている。打ち上げコストは、地球の6分の1の重力と大気のないため、低いからだ。あるいは、宇宙ベースの電力生成のほとんどは、月の表面自体で行われ、地球に中継される。
いくつかの豪華な超私的リゾートが、はるかに質の低い工業施設を補完している。
ソース: ICON
火星と小惑星帯
火星
地球からの距離と関連するコストのため、条件は地球の近くよりも厳しい。
それでも、野心的な植民者は、この惑星を新しい家として受け入れている。地元の経済は、依然として輸入に頼っている。地元の製造業者は、地元のサプライ・チェーンを確立しようと努力している。
惑星は、小惑星帯で活動する鉱山ステーションや船舶への燃料補給、修理、食糧補給のための重要なハブでもある。
地元住民は、惑星をテラフォーミングすることを夢見ている。宇宙を「緑化」するというプロジェクトは、火星の新しい文化の中心的な価値観になっている。このことにより、火星は、遺伝子工学が人間に適用されることで植民地化のプロセスを加速する、生物工学の中心地になる。
ソース: Mind Matters
ベルト
小惑星帯は、オーストラリアのアウトバック、ロシアの北極、または沖合の石油掘削リグのような、巨大な資源抽出サイトになった。
これは、特に白金族金属、金、銀、銅などの金属に対する地球からの需要を満たすために、無尽蔵の資源を提供し続けている。
宇宙産業への原材料の供給は、もう1つの主要な活動である。
これにより、地球の経済の大量の電気化と、脱炭素化への焦点が可能になり、また、代わりに3D印刷された金属部品でプラスチックを置き換えることができる。
ソース: Mining.com
その他の場所
他の植民地は発展しているか、計画されているが、その経済的実現可能性は、さらに厳しい条件と長い距離によって妨げられている。
これには以下が含まれる：
- 浮遊する金星の都市
- 木星と土星の数十の衛星の植民地化
- 水星での採鉱作業の開始
- 太陽系の外側の植民地化の開始
ソース: IFLScience
宇宙ベースの経済のスーパーチャージャー
この宇宙ベースの経済の概要は、主に既知の技術と概念に基づいており、重要な科学的ブレークスルーは必要ない。これは、主に資本へのアクセス、エンジニアリング・ソリューションの開発、そしてその実装の問題である。
しかし、開発中のいくつかの重要な技術が、人類を宇宙に住まわせる可能性を革命的に変える可能性がある。
マス・ドライバーとその他の打ち上げシステム
ロケットは、自分自身を地球の重力に対して十分に速く押し出すために、非常に熱いガスを排出することに依存している。これは、効率があまり良くないプロセスであり、関与する材料にも多くのストレスを加える。これがロケットが高価で、再利用性が最近ようやく達成された理由である。
別の制約は、ロケットが非常に軽い必要があることである。
代わりに、軌道上への打ち上げをカタパルトする固定インフラストラクチャーは、理論的には、はるかに堅固で強力になる可能性がある。安価である。電力は近くの電力網から供給され、ロケット自身に燃料を搭載する必要がないからである。
これは、マス・ドライバー/レールガン/宇宙カタパルトの概念である。基本的に、脱出速度で宇宙船を打ち上げるマグレブ列車である。
中国はすでにこの技術の開発に取り組んでおり、予想よりも早く実現するかもしれない。成功すれば、SpaceXによってすでに大幅に低減された軌道打ち上げの価格をさらに10倍低減できる。
他の可能な打ち上げインフラストラクチャー、たとえば宇宙フック、宇宙エレベーター、または軌道リングも、軌道上への到達を地球上での大陸間旅行と同じくらい高くないものにするゲーム・チェンジャーになる可能性がある。
ソース: Isaac Arthur
核融合
豊富なエネルギーは、すべてを安価にする。特に、高抵抗材料と燃料には。したがって、核融合のような技術は、間接的に、しかし、根本的に、軌道上への到達のコストを低減する。
これにより、小惑星鉱業作業や宇宙植民地に無限のエネルギーを提供する。
さらに、機能する核融合炉は、船舶を推進し、地球と火星間の旅行時間を数ヶ月から数日まで短縮する。太陽系の最も遠い部分も手の届くところになる。
AI
高度なAIは、現在宇宙船の運用に必要なほとんどの人間の介入を置き換える可能性がある。宇宙船が遠くに行くほど、伝送遅延が長くなり、現場での意思決定が必要になる。特に予期せぬ状況に遭遇した場合。
人間は、空気、水、食料、放射線保護、生活空間、娯楽などが必要である。高度なAIは、asteroid鉱業と深宇宙ミッションのコストを大幅に削減し、乗組員の要件を削減または除去することができる。
もちろん、AIを制御するための堅固な安全対策が必要になるかもしれない。
ソース: Space.com
宇宙を征服する企業
1. ロケット・ラボ
(RKLB )
ロケット・ラボは、再使用可能なロケット市場で最も真剣に取り組んでいる企業の1つである。企業は当初、小型ロケットに焦点を当てていた。Electron打ち上げシステム（ペイロード320kg）は、徐々に部分的に再使用可能なロケットになる。Electronは、44回の打ち上げで177個の衛星を展開した。
後で、ロケットラボは、ファルコン9（完全に再使用可能モードでLEOに8,000kg）に相当する、中型の再使用可能なロケット、ニュートロンを開発することを計画している。ニュートロンは、Starshipと同様に、メタン燃焼ロケットエンジンによって推進される。
この会社は、衛星の完全に垂直統合された製造プロセスによって注目に値する。コストと設計の迅速化を可能にしている。
これにより、NASAや米国政府との複数の契約が得られ、5億1,500万ドルの軍事衛星契約や、1億4,300万ドルの民間契約が得られた。
ロケットラボはまた、2022年のSolAero Technologiesの買収により、衛星用の太陽電池の主要メーカーでもある。1000を超える衛星がこれらのパネルによって動作し、合計4MWの太陽電池が製造されている。
ソース: ロケットラボ
現在、ロケットラボの打ち上げシステムは、外部のサプライヤーに依存しているが、戦略的な買収シリーズによって、これが変わるはずである。衛星の設計と製造で既に達成された垂直統合を、打ち上げシステムに再現する。
この会社は、テレコムのLEOコンステレーションを通じて、繰り返し収益を生み出す可能性も検討している。また、バルダ・スペース・インダストリーズとの宇宙での製造や、軌道上のデブリの検査への参加にも取り組んでいる。
SpaceXは、ビジネスの才能で技術を一から開発した。一方、ロケットラボは、研究開発と買収の組み合わせを使用して、必要な技術を垂直に統合した。これは、衛星製造で非常に成功しており、今度は再使用可能なロケットに同じ戦略を採用しようとしている。
既存の衛星製造からのキャッシュフローとElectronの成功を考えると、ロケットラボは、SpaceXの先行を追い越せる候補である。
この会社に投資したい場合は、地域のトップストックブローカー（例：米国、英国、カナダ、オーストラリア）または10のベスト投資アプリの記事を参照してください。
2. ソーラー・フーズ
この会社は、「空気から食料を生産する」ことを目指している。2023年末に800万ユーロの資金調達に成功した。現在は、ほとんどの投資家にとっては利用できないプライベート企業である。
コンセプトは、電気を使用して水を酸素と水素に分解し、水素と大気中の二酸化炭素とミネラル栄養素を使用して、70%がタンパク質で構成される乾燥粉末を生成する微生物に餌を与えることである。
Soleinというブランドで販売されるこのタンパク質源には、9つの必須アミノ酸がすべて含まれており、他の成分と組み合わせて、非常に密な栄養源を作ることができる。
ソース: ソーラー・フーズ
この会社は、明示的に、宇宙探索市場をターゲットにしている。しかし、長期的には、地球での食糧生産を革命化する可能性もある。エネルギーをタンパク質に変換する効率的なタンパク質源を提供するからだ。
「私たちは、植物に水と肥料を与えるように、微生物に餌を与えます。ただし、水や肥料ではなく、空気と電気を使用します。現在のプロセスでは、光合成よりも20倍、肉よりも200倍効率が高い。」
ソーラー・フーズは、2022年9月にシンガポール食品機関（SFA）からSoleinに対する新規食品規制承認を初めて受けた。
