Rominfrastruktur – Bygge trapper til himmelen

En ny romalder

Med oppfinnelsen av pålitelige gjenbrukbare raketter fra Elon Musks SpaceX har et nytt romkappløp startet. Dette skyldes at den har redusert kostnadene for å nå bane med nesten 10 ganger, og enda mer kostnadsreduksjon forventes fra den massive Starship.

Kilde: Ark Invest

Dette førte til den nåværende situasjonen, hvor i 2023 ble den enorme majoriteten av det som ble sendt inn i bane, både i masse og antall satellitter, lansert av SpaceX.

Starship vil til slutt kunne sende mellom 50‑200 tonn materiale til lav jordbane (LEO) per oppskyting, avhengig av estimater. Dette vil være et stort steg fremover, sannsynligvis muliggjøre nye milepæler i menneskehetens historie, inkludert:

• Permanente baser på Månen.
• Den første menneskelige ekspedisjonen til Mars.

Hvis du vil lære mer om hvordan en verden ville se ut der dette allerede har skjedd, og hvordan det kunne skape en selvforsynt rombasert økonomi, kan du lese mer i våre artikler “The Future Space-Based Economy” og “The Future Martian Economy“.

Starlink og lignende satellittkonstellasjoner er massive rombaserte infrastrukturer som allerede er under bygging. De gjør høyhastighetsinternett tilgjengelig overalt på jorden og forventes å bli den viktigste inntektskilden for selskaper som SpaceX, som allerede har millioner av betalende abonnenter.

Kilde: Ark Invest

Likevel er rakettbaserte oppskytinger til rommet i siste ende begrenset av fysikken teknologien hviler på. En nøkkelkomponent er at raketter må skyte ut en latterlig stor mengde drivstoff for å ta av. For eksempel er SpaceX sin Falcon Heavy en rakett på 22,2 tonn, med en drivstofffylt masse på 433 tonn. Dette betyr at mesteparten av drivstoffet til slutt brukes bare for å løfte mer drivstoff.

For å komme under grensen på $100/kg i oppskytningskostnader, vil helt andre metoder enn raketter være nødvendige.

Hvis kostnadene ved å forlate jordens gravitasjon faller nok, kan mange ting bygges i rommet.

Store prestasjoner krever infrastruktur

Å stole utelukkende på raketter for å nå rommet er likt å gjøre all transport og handel på jorden kun med fly og helikoptre. Mens det teknisk sett er mulig, ville det være absurd dyrt når bygging av infrastruktur som havner, veier og jernbaner lar oss bruke mye billigere alternativer.

Det kan bli et slags hønse-egg-problem når det gjelder rom. Så langt har ikke store skala infrastrukturer vært verdt å bygge, siden våre oppskytningsbehov bare har handlet om å sende noen titalls satellitter og et dusin astronauter inn i baner.

Med bedre oppskytningssystemer som blir tilgjengelige, vil vi sannsynligvis se i løpet av de neste 2 tiårene en massiv ekspansjon av menneskelig aktivitet i rommet. Noen av disse vil være svært lønnsomme eller veldig godt finansiert, inkludert:

• Vitenskapelige megaprosjekter, som å bygge et radioteleskop på den bakenforliggende siden av Månen.
• Månebaser fra vestlige land samt Kina og Russland.
• Romturisme, enten suborbital flyvning, orbitalt romstasjon eller på Månen.

Dette vil skape et så stort marked at det blir lønnsomt å investere titalls eller hundrevis av milliarder bare for å ta markedsandeler fra rakettbedrifter som SpaceX.

Massedriver

En slik infrastruktur, kalt massedriver, lover å kutte oppskytningskostnadene drastisk. Det er mest sannsynlig allerede gjennomførbart med dagens tilgjengelige teknologi. Hovedideen med en massedriver er at en shuttle kan sendes inn i bane ved å akselerere den nok på bakken slik at den ikke trenger drivstoff ombord.

Den måten forskere og ingeniører har sett på hvordan dette kan gjøres på, er å lage et maglev-tog likt Hyperloop-konseptet, som opererer i vakuum. På den måten vil verken friksjon med skinnet eller med luftpartiklene bremse og varme opp oppskytningskjøretøyet.

Kilde: Acepedia

Kina ser allerede på å utvikle slik teknologi, så den kan være nærmere enn vi forventer.

Hvis vellykket, kunne den redusere den allerede kraftig reduserte baneprisen fra SpaceX med ytterligere 10 ganger, med estimater som setter kostnadene til $60/kg.

Som en sidebemerkning, kunne denne typen system først bli brukt med mindre modeller for å skyve fly i en hastighet hvor hypersoniske scramjet-motorer kan fungere, noe som tillater svært raske hypersoniske flyvninger.

Et ekte megaprojekt

Selvfølgelig vil en orbital massedriver være nødvendig for å nå ekstrem hastighet og må være absolutt massiv og kraftig for å bære og akselerere hundrevis eller tusenvis av tonn nyttelast for å konkurrere med Spaceship.

Oppskytningssporet vil også måtte være hundrevis, om ikke tusenvis, av kilometer langt, med det mest lovende kandidatområdet som tibetansk platå.

Likevel er massedriver fortsatt blant de minst ambisiøse foreslåtte rominfrastrukturer, da de hovedsakelig er begrenset av tilgjengelig finansiering og ferdigheten til å konstruere dem med kjent teknologi.

Romheis

En annen kjent måte å frakte ting opp og ned med lavest mulig energikostnad er å bruke en motvekt, som i heiser. På den måten er den eneste energien som brukes å løfte nyttelastens vekt, og det er ikke behov for ekstrem hastighet.

Dette er ideen bak en romheis, hvor et titalls tusen kilometer langt tau brukes til å frakte masse opp og ned fra jorden. I teorien kunne et slikt system gjøre det enda billigere enn å ta et fly for å nå bane.

Kilde: ISEC

Den viktigste begrensningen her er ikke markedsetterspørsel eller tilgjengelig kapital (selv om de også teller), men teknologi. Et så ekstremt langt kabel ville kreve ultralet materiale med strekkstyrke langt over vanlige materialer som stål eller titan.

Dette kan være i endring, med supermaterialer som grafen som ser ut til å kunne oppfylle de tekniske kravene, en type 2D-materiale vi diskuterte i detalj i vår artikkel “2D Materials, Like Graphene, Open New Frontiers In Material Sciences”.

Dette ville imidlertid kreve masseproduksjon av høy‑kvalitets grafenkrystall, noe som aldri er oppnådd så langt. Til dagens pris på grafen ville det være absurd dyrt.

Likevel ville det være den ideelle infrastrukturen for vedvarende menneskelig tilstedeværelse i rommet, orbitale industrier og interplanetarisk handel, med en kapasitet på 30 000 tonn per år til geostasjonær bane, eller tilsvarende titalls Starship‑oppstarter hver dag.

Du kan se mer om dette konseptet i denne 1‑timen videoen fra International Space Elevator Consortium:

Orbital megastruktur

Hvis vi noen gang klarer å bygge en romheis eller sette opp stor‑skala produksjonsanlegg på Månen ved hjelp av materiale fra asteroider, kunne vi forestille oss en enda større type infrastruktur.

For eksempel er en orbital ring ideen om å bygge en struktur som går rundt hele jorden.

Kilde: Isaac Arthur

Et slikt system ville forbli i bane takket være sentrifugalkraften som kompenserer jordens gravitasjon. Det ville gi habitater i rommet, vedlikeholds‑stasjoner, oppskytningssteder for dyproms‑oppdrag, ankerpunkter for kraftproduksjon (solcellepaneler), og potensielt også klima‑mitigasjon med solskjermer.

Imidlertid er et slikt konsept så ambisiøst fra et teknologisk og infrastrukturelt ståsted at det sannsynligvis ikke vil bli oppnådd før minst massedriver og en romheis er bygget først.

Mineringsstasjoner og prosessorer

Ideen om å mine asteroider for råmaterialer og bearbeide malmen i rommet er mye mer tilgjengelig og realistisk.

Mange asteroider er svært metallrike; faktisk inneholder asteroidebeltet i vårt solsystem omtrent 8 % metallrike (M‑type) asteroider. Med hele asteroidebeltet som veier 2,4 kvintillioner tonn, er det en enorm mengde metall.

Kilde: ESA – De to områdene hvor de fleste asteroider i solsystemet finnes: asteroidebeltet mellom Mars og Jupiter, og trojanerne, to grupper av asteroider som beveger seg foran og bak Jupiter i dens bane rundt solen.

På jorden graver vi så dypt som 2‑4 km etter gull eller platina. Men bare én asteroide, 16 Psyche, kan være en 200 km stor metallklump som venter på å bli utvunnet til en verdi (ved dagens priser) på $10‑700 kvintillion.

Det finnes to typer romgruvevirksomhet som kan være svært lønnsomme:

• Sjelden materialer som gull og platina skal sendes tilbake til jorden.
• Basismaterialer som kan brukes i bane for å bygge romskip, romhoteller osv., uten å måtte betale den enorme kostnaden for å løfte disse materialene fra jorden.

Det er sannsynlig at en asteroidegruvevirksomhet vil tjene penger på begge deler, ved å fange og bringe asteroider med høye verdimineraler nær jorden, og bruke gruveavfall, bestående av karbon‑jern, nikkel osv., til å bygge romstasjoner, månebaser, raketter osv.

En annen fordel er at når gruveutstyr er plassert i rommet, kan det mine asteroider i et vektløst miljø. Dette kan gjøre gruvedrift i rommet lettere enn på jorden, hvor flytting av tusenvis av tonn med stein er en energikrevende og risikabel aktivitet.

Solenergi-innsamlere

En annen foreslått romindustri som kan bli drivkraften i en rombasert økonomi er solenergi. I riktig bane skinner solen 24/7 og med mye høyere intensitet på grunn av fraværet av en atmosfære som absorberer lyset.

Slike systemer kan både være en grunn til å bygge rominfrastruktur (redusere kostnaden for kraftsatellitter) og en muliggjører for videre fremgang (som å forsyne raffineringsstasjoner som miner asteroider).

Kilde: Space Solar

(Vi utforsker dette konseptet i mer detalj i vår artikkel “Space-Based Energy Solutions For Endless Clean Energy”).

Laserseilpropellere

For å komme seg av jorden, kreves enten raketter eller avansert infrastruktur. Men for å bevege seg i rommet trengs bare en liten mengde energi når du er langt fra et gravitasjonsfelt. Så liten at bare lys kan gi nok kraft til å gjøre det.

Dette er fysikken bak konseptet med et solseil. Dette er ikke et spekulativt science‑fiction‑konsept, men en ekte teknologi som allerede testes av NASA.

Et slikt seil kunne drives av solstråler, men også av laser. Så potensielt, i stedet for å brenne drivstoff, kunne vi se interplanetarisk reise drevet av lasere fra bane eller fra Månen, som selv blir drevet av lokale solkraftsatellitter.

Utenomjordiske baser og kolonier

Når man diskuterer infrastruktur, vil de fleste fokusere på de “flashy” teknologisk utfordrende prosjektene, som romheiser.

Det vil imidlertid være mange andre infrastrukturer som trengs i rommet, spesielt hvis vi bygger permanente bosetninger, fra baser med innkvartering for forskere og turister til blomstrende byer på Mars.

Dette inkluderer kuppelfarme, innendørs hydroponisk og akvakultursystemer for matproduksjon, telekommunikasjon, oppskytningsplattformer, drivstoffproduksjon og påfyllingsstasjoner osv., samt hverdagslige men like viktige kraftverk, kraftlinjer, sykehus, veier, vannrør osv.

Aldrin transportbånd / sykluser

Basene eller koloniene på Månen vil være “lette” å forsyne direkte fra jorden. Å bringe inn og ut personell eller turister vil skje i en kort tur, som tar noen dager på høyest.

Derimot vil reiser til mer fjerne destinasjoner som Mars kreve en tur som sannsynligvis tar nesten ett år eller flere uker i beste fall. Dette er ikke et problem for råmaterialer og utstyr, hvor det bare kompliserer logistikken litt.

Dette er mye mer problematisk for passasjerer. Rommet utenfor jordens magnetosfære er utsatt for kraftig stråling. Og i tilfelle av en vanskelig forutsigbar solstorm, kan passasjerer på vei til Mars bli utsatt for enda mer stråling. Så, etter de første modige eventyrerne som setter fot på Mars, vil regelmessig passasjertransport kreve et svært tungt og skjermet fartøy.

Og kanskje med noe ombord matproduksjon og sterk vannresirkulering for å begrense mengden forsyninger som må transporteres (vi diskuterte i mer detalj temaet matforsyning i rommet i vår artikkel “Space Food – How Will We Feed Humanity’s Next Wave of Pioneers?”).

Dette kan gjøres med en klassisk rakett. Men det vil være sløsing med drivstoff å måtte akselerere og bremse hele skjermen, livsstøttesystemet og matforsyningen hver gang.

I stedet kan Aldrin‑syklusen (foreslått av Buzz Aldrin, den andre mannen på Månen), eller Mars‑syklusen permanent gå i bane slik at den jevnlig kommer i nærheten av både jorden og Mars.

Kilde: Ethan MacDonald

På denne måten kunne du bygge en permanent romstasjon for folk å transittere til og fra Mars. Den ville ha tung strålingsbeskyttelse og matproduksjon, samt mer komfortable og romslige rom og sportsfasiliteter for å holde folk i form til tross for fraværet av gravitasjon.

Kilde: Buzz Aldrin

O’Neil-sylinder og asteroidekolonier

Når vi snakker om romhabitat, har mer ambisiøse konsepter enn pit‑stop/hotell på vei til Mars, som Aldrin‑syklusen, blitt vurdert. Dette er planen Jeff Bezos forfølger, med “en trillion mennesker som lever i gigantiske romstasjoner også kjent som O’Neil‑sylindere.”

Dette er gigantiske sylindere som roterer for å skape kunstig gravitasjon inne, store nok til å ha hundretusener eller millioner av innbyggere.

Kilde: Blue Origin

De kan enten brukes til å tilby ideelle leveforhold eller til å flytte tunge og forurensende industrier ut av jordens økosystemer.

En slik infrastruktur vil i praksis gi ubegrenset boareal for et umålbart antall mennesker gjennom hele solsystemet. Den kunne til og med brukes til å kolonisere andre stjerner, da de i bunn og grunn er selvforsynte mikroplaneter.

Imidlertid vil slik infrastruktur sannsynligvis komme enda senere i tidslinjen for romkolonisering enn orbital‑ringer, da den vil kreve en årlig romproduksjonskapasitet i trillioner av tonn, samt transport frem og tilbake til jorden til nesten ingen kostnad.

Dyson‑sfære

På den aller ytterste enden av spekteret av spekulativ rominfrastruktur, er Dyson‑sfæren, eller Dyson‑svärmen.

Først foreslått av Freeman Dyson, er ideen å bruke alle tilgjengelige steiner og metall i solsystemet, og bygge en svær samling av romhabitat som er enda større enn O’Neil‑sylindrene, potensielt med så mye overflate som Jorden hver, for å fange så mye som mulig av solens energiproduksjon.

Kilde: Wikipedia

Dette blir også sett på som en slags “endgame” for enhver romfarts‑sivilisasjon. Det er vanskelig å forestille seg noe mer høyteknologisk enn bokstavelig talt å demontere planeter for å optimalisere bruken av deres materie og solens energi.

Det har vært en “teknosignatur” som astronomer har forsket intensivt på for å finne tegn på potensielle utenomjordiske teknologiske sivilisasjoner.

Dette er selvfølgelig et svært kontroversielt tema, men det ser ut til at allerede 60 stjerner kan matche denne profilen. Det er fortsatt sterkt debattert blant astronomer, da det kan være at de har funnet en ny type stjerne. Det er likevel fascinerende for folk som er interessert i romutforskning og ville åpne et helt nytt perspektiv på hvor langt menneskeheten kan gå hvis vi når etter stjernene.

Du kan også finne mye mer vakker konseptkunst og miniatyrer om romkolonisering og infrastrukturen vi har diskutert her på Spacehabs.

Investering i rominfrastruktur

Rom er en svært etablert industri som opplever en gjenfødelse og eksplosiv vekst på grunn av gjenbrukbare raketter. Vi diskuterte hvordan dette vil skape hele muligheter i vår artikkel “Reusable Rockets To Create Multiple New Markets By Lowering Costs Drastically”.

Det nåværende rommarkedet er $443 milliarder. Selv når man ser bort fra mer spekulative (men potensielt svært lukrative) ideer som asteroidegruver, romturisme og hypersonisk flyvning, kan dette legge til ytterligere $350 milliarder i inntekter, i tillegg til en prognose for satellitt‑basert internett på $17 milliarder, samt militære anvendelser og subsidierte månebaser, vitenskapelige prosjekter osv.

Du kan investere i romrelaterte selskaper gjennom mange meglere, og du kan finne på dette nettstedet våre anbefalinger for de beste meglerne i USA, Canada, Australia, UK, og mange andre land.

Hvis du ikke er interessert i å plukke ut spesifikke romrelaterte selskaper, kan du også se på ETF‑er som ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX) eller VanEck Space Innovators UCITS ETF (JEDI) for å kapitalisere på veksten i romsektoren som helhet.

Rominfrastruktur‑selskaper

1. Rocket Lab

Rocket Lab er en av de mest seriøse konkurrentene i markedet for gjenbrukbare raketter. Selskapet har i første omgang fokusert på små raketter, med Electron‑lanseringssystemet (320 kg nyttelast), som gradvis blir gjort til en delvis gjenbrukbar rakett. Så langt har Electron satt i bane 177 satellitter i 44 oppskytinger.

Senere ser Rocket Lab på å lage en mellomstor gjenbrukbar rakett, Neutron, sammenlignbar med Falcon 9 (8 000 kg til LEO i fullt gjenbrukbar modus, 1 500 kg til Mars eller Venus). Neutron vil drives av en metan‑brennende rakettmotor (som Starship), noe som ser ut til å bli trenden for neste generasjon raketter.

Selskapet er bemerkelsesverdig for sin fullt vertikalt integrerte satellittproduksjonsprosess, som gjør at de kan optimalisere kostnader og designhastighet. Dette har resultert i flere kontrakter med NASA & den amerikanske regjeringen, inkludert en militær satellittkontrakt på $515 millioner og en sivil kontrakt på $143 millioner for Globalstar.

Rocket Lab er også en stor produsent av solcellepaneler for satellitter etter sine oppkjøp av SolAero Technologies i 2022, med over 1000 satellitter drevet av disse panelene, og totalt 4 MW solceller produsert.

Kilde: Rocket Lab

Foreløpig er deres lanseringssystem avhengig av eksterne leverandører, men en serie strategiske oppkjøp bør endre dette, ved å replikere den vertikale integrasjonen i lanseringssystemet som allerede er oppnådd i satellittdesign og -produksjon.

Selskapet ser også på muligheten for en LEO‑telekom‑konstellasjon for å generere tilbakevendende inntekter. De bidrar også til forskning på romfremstilling med Varda Space Industries og inspeksjon av orbitalt søppel.

Mens SpaceX hadde Elon Musks forretningssans til å utvikle teknologien fra bunnen av, brukte Rocket Lab en blanding av FoU og oppkjøp for å vertikalt integrere den nødvendige teknologien. Dette har vist seg svært vellykket i satellittproduksjon, og de ser nå på å replikere denne strategien for gjenbrukbare raketter.

Med eksisterende kontantstrøm fra satellittproduksjon & Electron‑suksesser, er Rocket Lab en god kandidat til å ta igjen SpaceX, i hvert fall inntil massedriver og annen infrastruktur er bygget om noen tiår.

2. Virgin Galactic

Selskapet ble grunnlagt av Richard Branson og fokuserer på romturisme.

Billettene ligger i området $250 000‑450 000, med en lang venteliste. De første kundene ser ut til å være ekstatiske over opplevelsen:

“Jeg visste alltid at det kom til å bli den mest ekstraordinære opplevelsen i mitt liv. Jeg visste det. Og folk fortalte meg at det kom til å bli det. Men så når det er… og det er på et annet nivå enn opplevelsen du trodde du skulle ha… så er det veldig vanskelig å forklare.”

“Dette har vært den beste dagen i mitt liv, den mest sensasjonelle dagen i mitt liv. Og du kan ikke få noe bedre enn det. Det overgikk mine villeste drømmer.”

Virgin Galactic har jobbet med å forbedre sin enhetsekonomi, med et nytt lanseringssystem, “Delta”, som kan frakte 6 passasjerer i stedet for 4, og utføre 8 flyvninger per måned i stedet for kun én.

Sammen vil disse to forbedrede målene øke inntektene per enhet med 12‑fold, med en tilbakebetalingstid på under 6 måneder for hver Delta‑shuttle. Delta‑flytesten forventes i midten av 2025.

Kilde: Virgin Galactic

Markedene var bekymret da det ble kunngjort at Branson ikke ville investere videre i Virgin Galactic. Spesielt etter oppsigelsen av 185 ansatte og en pause i romflyvninger i 2024, for å vente på ankomsten av Delta‑shuttlen og redusere kontantforbruket.

Likevel er Virgin Galactic prognostisert å ha nok kontanter til å holde seg i drift til 2025 eller 2026. Så hvis utviklingen av Delta‑flysystemet går jevnt (en risikabel proposisjon i luftfartsindustrien), bør selskapet kunne fokusere på å gjenoppta og øke kontantstrømmen, med et system som er lønnsomt på enhetsbasis. Og bringe selskapet til positiv kontantstrøm i 2026.

Kilde: Virgin Galactic

(Det bør bemerkes at Virgin Galactic er forskjellig fra Virgin Orbit. Virgin Orbit søkte konkurs i april 2023, og leverte oppskytingstjenester for små satellitter, med Rocket Lab som kjøper selskapets Long Beach‑anlegg, produksjon og verktøy).

Den nylige konkursen til Virgin Orbit og avstandstakingen fra Virgin Galactic av grunnlegger Richard Branson har skadet selskapets image blant investorer, noe som resulterte i en kraftig fallende aksjekurs i 2023 og 2024.

Forsiktighet angående selve aksjen anbefales sterkt.

Samtidig viser tidligere kunders tilfredshet, en klar plan for lønnsom design (Delta‑shuttles), og en lang venteliste av potensielle kunder at selskapet fortsatt kan være levedyktig selv uten ytterligere kapitalinnhenting.

Så lenge de kan fly Delta‑klassen shuttle snart nok. Så langt, er fabrikken for å bygge Delta ferdig, og byggingen bør starte i Q1 2025.

Mye vil avhenge av suksessen med utvikling, produksjon og drift av Delta‑shuttlen, og å oppnå dette før slutten av 2025.

Hvis dette er tilfelle, vil den mye lavere verdsettelsen skape en mulighet for investorer til å kjøpe selskapets aksjer til en rabatt.