Den framtida rymdbaserade ekonomin

Att växa ekonomin uppåt

Med fler tester av SpaceX (SPCX ):s Starship pågående verkar den gamla science‑fiction‑drömmen om rymdkolonisation bli mer realistisk för varje dag. Elon Musk föreställer sig till och med en första Mars‑mission i slutet av detta decennium, med fullt utvecklade kolonier inom de kommande 20‑30 åren.

Detta sker också mot bakgrund av att både Kina och NASA har stora planer för en permanent månbas (Artemismissionerna), samt diskussioner om nya rymdstationer från EU, Indien och Ryssland, ovanpå den snabbt växande kinesiska.

För närvarande drivs rymdteknik och utforskning främst av vetenskaplig forskning, nationell prestige och ambitionerna hos miljardärer som Elon Musk och Jeff Bezos.

På lång sikt måste dock en hållbar rymdkoloniseringsinsats vara ekonomiskt livskraftig. Historiskt sett möjliggjordes koloniala företag som den europeiska expansionen i Amerika av det höga värdet på lokala produkter som kaffe, kakao eller socker.

På liknande sätt kommer varje byggnad av rymdinfrastruktur och kolonier i tillräcklig skala att kräva en solid avkastning på investeringen för de nationer, företag och individer som stödjer den. Detta kommer också att vara nödvändigt för att övertyga tillräckligt många att riskera farorna i en luftlös, bestrålad och i övrigt mycket fientlig miljö.

De ekonomiska begränsningarna

Gravitation & Lanseringskostnader

Det grundläggande ekonomiska faktumet för någon rymdbaserad ekonomi är att få saker i omloppsbana är dyrt… Mycket dyrt.

Att bekämpa jordens gravitationsbrunn kräver enorma mängder energi och mycket avancerad utrustning. Detta gäller särskilt för att skicka människor eller utrustning till geostationära banor (GEO) eller så långt som månen eller djuprymden.

Sådan utrustning finns för närvarande bara i form av raketer, där återanvändbara raketer först nyligen har blivit möjliga tack vare SpaceX. Andra lanseringssystem än raketer kan förändra denna ekvation på lång sikt (mer om det nedan), men detta kommer att vara den centrala begränsningen under de kommande årtiondena.

På grund av SpaceX:s återanvändbara raketer har denna begränsning blivit något lättare, vilket gjort att USA ensam har blivit den dominerande kraften i omloppsbanesatser under de senaste åren.

Källa: Our World In Data

Även med denna senaste framgång betyder det att varje kilogram av vad som helst i rymden medför en extra kostnad på flera tusen dollar, och fortfarande ett projicerat minimum på +$100/kg med en hypotetisk full flott av SpaceX:s Starships.

Detta är inte så påtagligt för att föra upp avancerade datorkretsar eller ädla material och teknik. Men det lägger en mycket hög prislapp på enkla och tunga material som exempelvis mat eller stål.

En annan konsekvens av detta grundläggande faktum är att när något väl är i omloppsbana eller djuprymden föredrar man att hålla det där.

Så årslånga uppdrag och allestädes närvarande återvinning kommer att vara en realitet i den rymdbaserade ekonomin.

Teknologikostnader & Miljö

En annan nyckelfaktor för rymdutrustning är att den måste fungera i en mycket fientlig miljö. Extrema kalla och varma temperaturer, total vakuum, mikrometeoriter, solvind, strålning – alla dessa förhållanden ställer extra krav på material. En liten fel kan snabbt utvecklas till en katastrof i sådana förhållanden.

Därför måste varje utrustningsdel vara robustare än normalt. Och nästan helt felfri. Och med mycket redundans.

Allt detta kommer att kosta pengar.

Så allt som görs i rymden måste ha ett gott skäl att göras där istället för på jorden. Annars stämmer inte ekonomin.

Livsuppehållande system

Till sist, även om automatiseringen sannolikt blir tung, innebär behovet av precision, intelligens och reaktivitet att människor kommer att behöva driva och underhålla en stor del av rymdekonomin.

Men kom ihåg, att föra tunga saker som mat in i omloppsbana medför en enorm prislapp. Ett kilogram mjöl kostar plötsligt +$1 000, samma för en liter vatten. Till och med luft är nu dyrbar.

Över ett visst antal astronauter i omloppsbana är det enda sättet att göra detta hållbart att producera 99 % av livsmedelsförsörjningen på plats, med kanske bara frön, vitaminer och mineralpiller från jorden.

Lönsamma sektorer

Generellt är det dyrt att producera någonting, underhålla det och ens bara överleva i rymden. Och det kommer att vara så under den överskådliga framtiden.

En hållbar rymdbaserad ekonomi måste generera mycket pengar för att betala sina kostnader. För att betala folk en tillräckligt attraktiv lön, för att betala lanseringskostnader och för att betala för härdad utrustning, måste den engagera sig i mycket lönsamma aktiviteter.

Och eftersom allt som görs i rymden är dyrare, kommer den inte att vara konkurrenskraftig med de flesta jordbaserade industrier.

Ändå kan ett antal aktiviteter i rymden snabbt bli extremt lönsamma.

Turism

Att uppleva viktlöshet eller se jorden från omloppsbana är unika upplevelser som bara ett privilegierat fåtal hundra människor någonsin har haft. Detta gör dem i sig attraktiva, både för vetenskapsentusiaster och för rika som söker nya upplevelser.

Ännu mer unika upplevelser kan låsas upp senare, från en vistelse på månen till att bestiga en 21,9 km (13,6 mi eller 72 000 ft) hög marsisk vulkan med ett 7 km högt stup eller att se Saturnus ringar på nära håll.

Den globala turistindustrin uppskattas till minst $7,7 bln. Även den smalare och mer relevanta för rymdturism segmentet av lyxresor uppskattas till $1,9 bln.

Om bara 1 % av denna marknad spenderas på rymdturism motsvarar det $19 mrd. Med en kostnad per lansering på $90 M för Falcon Heavy (och lägre för framtida Starship) skulle turism ensamt kunna finansiera hundratals lanseringar per år.

Det är troligen en mycket aktiv sektor under de tidiga åren av den rymdbaserade ekonomin.

Och den kan hamna i bakgrunden när andra sektorer utvecklas och nyfikenheten avtar. Att bli den första personen som bestiger Olympus‑berget är ovärderligt. Att bli den 3 489:e är mindre intressant, även om detta inte verkar stoppa de många som betalar $30 000 till $200 000 för en farlig Mount Everest‑expedition.

Som diskuterats i vår tidigare artikel “Den framtida marsiska ekonomin”, kan turism börja i jordens närhet, men visa sig bli huvud‑“export”‑industrin för de tidiga marskolonierna.

Suborbitala snabba flygningar

Att resa genom atmosfären begränsas av luftens friktion som bromsar och värmer upp flygplan. Detta är en nyckelorsak till att kommersiell supersonisk passagerartransport aldrig riktigt tog fart.

Men att resa med Mach 10‑20 är inget problem om man kan gå över atmosfären. I detta sammanhang kan en resa från London till Sydney ta mindre än 1‑2 timmar.

Samma hastighet är av stort intresse för militären, med SpaceX som tydligen beställts av Pentagon för att utveckla ett sätt att snabbt flytta militär utrustning eller personal.

“Tänk er att flytta motsvarande en C‑17‑last var som helst på jordklotet på mindre än en timme. Tänk er den hastigheten i samband med transport av last och människor,”

General Stephen Lyons - tidigare befälhavare för USTRANSCOM

Rymd‑telekom

Knappast spekulativt, detta är redan en verklighet med SpaceX:s Starlink‑satellitbaserade internetnätverk med hög hastighet och låg latens.

Starlink har redan 3 miljoner prenumeranter och beräknas generera $6,6 bn.

Andra företag och nationer arbetar på egna låg‑jordbanesatellitkonstellationer, inklusive Ryssland, Kina, Amazon, OneWeb, etc. (AMZN )

Detta är det första framgångsrika projektet som kräver storskalig rymdinfrastruktur, då Starlink representerar 60 % av alla satelliter i omloppsbana.

Källa: Reddit

Statliga projekt

Som nämnts tidigare kan detta inte bilda grunden för en självförsörjande rymdekonomi. Trots detta kommer frågor om nationell prestige, nationell säkerhet samt budget för grundforskning att vara en stor inkomstkälla för tidiga rymdföretag.

Till exempel skulle en internationell insats för att bygga ett radioteleskop på månens baksida i sig själva subventionera måneekonomin i åratal.

Källa: NASA

En liknande sektor blir försvarsindustrin. Till exempel ryktas SpaceX bygga en militär version av Starlink, kallad Starshield.

Rymd‑energi

Efter telekom och turism är en annan enorm del av den globala ekonomin energiproduktion.

Vår civilisation kan möta sina energibehov på ett koldioxidfritt sätt genom en mix av förnybar energi och kärnkraft, något vi diskuterade i “Vår framtida energimix”.

Ett alternativ eller komplement kan vara att samla in solljus antingen i omloppsbana eller på månen och sända tillbaka det till jorden. Detta är osannolikt att ske i skala före 2035 eller senare.

Om det visar sig vara en konkurrenskraftig lösning för energiproduktion kommer det sannolikt att bli ryggraden i den rymdbaserade ekonomin, med pengar från byggandet av kraftgenerering, försäljning av den energin samt underhålls‑ och återvinningsservice som kärnindustrin i de nyetablerade rymdkolonierna.

Källa: Space Solar

Vi har diskuterat i detalj hur detta fungerar och vad som kan göra idén framgångsrik i “Rymdbaserade energilösningar för oändlig ren energi“.

Asteroidbrytning

Generellt är det komplicerat att göra saker i rymden, särskilt med ingen eller låg gravitation.

I en viktlös miljö stannar vätskor inte på plats, damm och pulver är särskilt problematiska, och eld är ännu farligare än vanligt. Tillverkning under dessa förhållanden kan vara svår.

Det finns dock en industriell aktivitet där ingen vikt skulle vara mycket fördelaktig: att flytta tusentals ton sten för att utvinna ädla mineraler.

En stor del av kostnaderna för gruvdrift på jorden är kopplade till hur svårt det är att gräva, flytta och krossa tonvis av sten för att få några kilo eller gram av användbart metall. Dessutom har de flesta metaller på jorden sjunkit djupt ner i planeten, med bara en liten del som återvänder till ytan genom geologisk aktivitet, vilket bildar malmådrar i berget.

Detta gäller inte för asteroider. Många av dem är mycket metallrika; faktiskt innehåller asteroidbältet i vårt solsystem cirka 8 % metallrika (M‑typ) asteroider. Med hela asteroidbältet som väger 2,4 kvintiljon ton är det en enorm mängd metall.

Källa: ESA

På jorden gräver vi så djupt som 2‑4 km för guld eller platina. Men bara en asteroid, 16 Psyche, kan vara en 200 km stor metallklump värd (vid dagens priser) $10‑700 kvintiljon.

Det är lätt att se hur denna aktivitet skulle kunna överträffa hela den övriga rymdbaserade ekonomin kombinerat.

Lokal användning

En annan inkomstkälla för asteroidbrytning blir att förse rymdoperationer med mer grundläggande resurser.

Att föra vatten, järn, kisel, litium eller nickel till omloppsbana är lika dyrt som de är tunga. Istället blir exploatering av små kometer eller asteroider för att leverera dessa resurser till rymdfabriker och kolonisatörer mycket konkurrenskraftigt jämfört med import från jorden.

Rymdtillverkning (Jeff Bezos vision)

Medan Elon Musk är laserfokuserad på marskolonier, drömmer den andra miljardären i rymdracet, Jeff Bezos om en triljon människor som lever i gigantiska rymdstationer även kända som O’Neil‑cylindrar.

I detta scenario bygger en rymdbaserad ekonomi successivt fler artificiella mini‑planeter som kan hysa miljarder människor. Och flyttar sig i omloppsbana och bort från jordens biosfär, alla förorenande tunga industrier.

Källa: Blue Origin

Det kan vara slutmålet, men det är osannolikt att det sker under vår livstid. Detta beror på några faktorer.

Så länge asteroidbrytning inte är en massiv industri är tekniken och råmaterialen för O’Neil‑cylindrar utom räckhåll.

Och så länge O’Neil‑cylindrar inte är en verklighet är massproduktion i omloppsbana för annat än rymdskepp, satelliter och stödjande infrastruktur sannolikt oekonomisk.

Självklart kan detta förändras om exempelvis striktare miljöregler införs. Men med tanke på att koldioxidskatter ännu inte tillämpas globalt är ytterligare begränsningar för industriell aktivitet osannolika att infalla snart.

Viss tillverkning kan gynnas av att ske i rymden; särskilt produktionen av bättre optiska fibrer, eller vissa läkemedel & kemikalier kan dra nytta av mikrogravitation. Dock är tung industri sannolikt att förbli på jorden för närvarande.

Beräkning & Kunskapsekonomi

Att skicka fysiska produkter upp och ner i gravitationsbrunnen är ett säkert sätt att öka deras pris. Så det är osannolikt att vi någonsin ser den intensiva globaliseringen av leveranskedjor som sker med sjöhandel när rymdresor blir vanliga detta århundrade.

Dock är sådana begränsningar inget problem för dataöverföring, särskilt mellan närliggande positioner som jordens omloppsbana eller till och med månen. Rymden kan också erbjuda en extremt kall miljö, vilket underlättar kylning.

Detta kan göra rymden till en perfekt plats för energikrävande beräkningsuppgifter. Med AI, kvantdatorer och virtuell verklighet som blir alltmer dominerande i ekonomin kan vi lätt föreställa oss att rymdbaserad beräkning blir ett nytt vinstcenter för rymdkolonier.

På liknande sätt kan forskare, författare och andra datadrivna yrken exportera sina tjänster utan de begränsningar som fysisk handel med produkter har.

Megaprojekt

Mycket av den rymdbaserade industrin förväntas förlita sig på snabba vinster från försäljning av energi, ädla metaller och kanske högteknologiska produkter och beräkning till jorden.

Men det är också möjligt att perspektivet av helt nya planeter värda fast egendom blir ett mål i sig. Speciellt om ansträngningen blir föremål för intensiv konkurrens mellan länder eller kulturella block. Vi kan se en upprepning av kolonisationen av Amerika eller ”kapplöpningen om Afrika”, drivet mer av nationalism än av rena ekonomiska beräkningar.

Om så är fallet bör vi förvänta oss några megaprojekt som gör det mycket billigare att nå omloppsbana och blir huvudfokus för den rymdbaserade ekonomin.

Ett av dessa kan vara byggandet av ett rymdlift. Konceptet skulle göra kostnaden för att nå omloppsbana nästan trivial, och skulle troligen krävas för att skapa Jeff Bezos vision om “en triljon människor i rymden”.

Källa: JHU Engineering

Översikt av en mogen rymdbaserad ekonomi

Jordens omloppsbana

I låg jordbana ger ett ultratätt nätverk av hundratusentals satelliter hög hastighets‑Internet överallt, samt omedelbara satellitbilder.

Rymdturism är nu en vanlig fritidsaktivitet för dem som har råd. Och så är interkontinental resa på mindre än en timme. Vi kan till och med se ultrarika individer eller stora företag börja köpa egna privata raketer, då < $100 M prislappen för en Starship ligger i samma prisklass som superyachter och stora privata jetplan.

Längre ut i geostationära banor finns ett nätverk av kraftsatelliter som sänder tillbaka energi till jorden. En rad anläggningar för underhåll och återvinning av dessa system opererar i närheten.

Månen

De första eurasiska och västerländska månbaserna har vuxit till ett fullt industriellt komplex.

Produktionen av solkraftsatelliter sker nu mest här, då lanseringskostnaderna är mycket lägre tack vare 1/6 av jordens gravitation och ingen atmosfär. Alternativt sker den mesta rymdbaserade kraftgenereringen på månens yta och överförs sedan ner till jorden.

Några lyxiga ultraprivata resorter kompletterar de mycket mindre eleganta industriella anläggningarna.

Källa: ICON

Mars & asteroidbältet

Mars

Den enorma avståndet och de tillhörande kostnaderna tvingar mycket tuffare förhållanden än i jordens närhet.

Det hindrar dock inte ambitiösa kolonisatörer från att göra planeten till sitt nya hem. Den lokala ekonomin är fortfarande beroende av import, och lokala tillverkare försöker ständigt etablera lokala leveranskedjor.

Planeten är också en central hub för påfyllning, reparation och återförsörjning av mat till asteroidbrytningsstationer och fartyg som arbetar i den närliggande asteroidbältet.

Lokala invånare drömmer om att terraforma planeten, med projektet ”att göra universum grönt” som blir det centrala värdet i den spirande marsiska kulturen. Detta gör gradvis Mars till ett centrum för bioteknik, med en växande diskussion om etik kring genetisk ingenjörskonst på människor för att påskynda koloniseringsprocessen.

Källa: Mind Matters

Bältet

Asteroidbältet har förvandlats till en gigantisk resursutvinningsplats liknande den australiensiska outbacken, ryska Arktis eller offshore oljeriggar.

Det fortsätter att föda den obegränsade efterfrågan från jorden på råmaterial, särskilt metaller i platina‑gruppen, guld, silver och koppar, som alla har kollapsat i pris på grund av deras relativa nya överflöd.

Att leverera råmaterial till de omloppsbanebaserade industrierna är den andra huvudaktiviteten.

Detta i sin tur har möjliggjort massifierad elektrifiering av jordens ekonomier, samt ett fokus på avkarbonisering och ersättning av plast med 3D‑utskrivna metalldelar.

Källa: Mining.com

Andra platser

Fler kolonier utvecklas eller planeras, men deras ekonomiska livskraft hindras av ännu hårdare förhållanden och större avstånd.

Detta kan inkludera:

• Flytande venusiska städer.
• Kolonisation av dussintals av Jupiters och Saturnus månar.
• Inledande brytningsinsatser på Merkurius.
• Kolonisation av solsystemets yttre rand.

Källa: IFLScience

Rymdbaserade ekonomiska superladdare

Denna översikt av den rymdbaserade ekonomin bygger mest på kända teknologier och koncept, utan att kräva någon betydande vetenskaplig genombrott. Det handlar främst om tillgång till kapital, utveckling av ingenjörslösningar och implementering av dem.

Dock kan några nyckelteknologier som för närvarande utvecklas revolutionera möjligheten att göra mänskligheten till en rymdfärdig art.

Massa‑drivar & andra lanseringssystem

Raketer förlitar sig på att skjuta ut mycket varma gaser för att driva sig själva tillräckligt snabbt mot jordens gravitation. Detta är en process som i grunden är ineffektiv och som också lägger stor påfrestning på de material som används. Därför är raketer så dyra och varför återanvändbarhet bara nyligen har uppnåtts.

En annan begränsning är att raketer måste vara mycket lätta för att kunna lyfta sig själva.

Alternativt kan fasta infrastrukturer som katapulterar rymdskepp in i omloppsbana vara mycket robustare och kraftfullare, åtminstone i teorin. Det är billigare, eftersom de inte behöver vara ultralätta och får sin energi från ett närliggande elnät istället för att transportera den i själva rymdskeppet i form av bränsle.

Detta är konceptet för en mass‑drivare/railgun/rymdkatapult, i princip ett magnettåg som går så snabbt att det kan kasta ett rymdskepp i omloppsbana med flykt‑hastighet.

Kina tittar redan på att utveckla sådan teknik, så den kan vara närmare än vi tror. Om den lyckas kan den minska den redan kraftigt sänkta prisnivån för omloppsbanelanseringar med ytterligare en faktor 10.

Andra möjliga lanseringsinfrastrukturer, som rymdkrokar, rymdliftar eller omloppsbaneringar kan lika gärna bli spelväxlare för att göra att nå omloppsbana blir lika billigt som att resa mellan kontinenter på jorden.

Källa: Isaac Arthur

Kärnfusion

Överflödig energi skulle göra allt billigare, särskilt högresistenta material och bränsle. Så en teknik som kärnfusion skulle indirekt och radikalt minska kostnaden för att nå omloppsbana.

Detta skulle också ge obegränsad energi till asteroidbrytningsoperationer och rymdkolonier.

Dessutom skulle en fungerande kärnfusionsreaktor kunna driva skepp och minska restiden mellan jorden och Mars från månader till bara dagar. Det skulle också föra även de mest avlägsna delarna av solsystemet inom räckhåll.

AI

Avancerad AI kan ersätta de flesta mänskliga ingripanden som för närvarande krävs för att driva rymdskepp. Ju längre ett rymduppdrag går, desto längre blir överföringsfördröjningen, vilket gör beslut på plats nödvändiga. Speciellt när oväntade situationer uppstår.

Människor kräver luft, vatten, mat, strålskydd, boende och till och med underhållning. Avancerad AI kan möjliggöra överlägsen automatisering och drastiskt minska kostnaderna för asteroidbrytning och djup‑rymduppdrag samtidigt som den minskar eller kraftigt reducerar besättningsbehoven.

Självklart kan solida skyddsåtgärder för att hålla AI under kontroll behövas…

Källa: Space.com

Företag som erövrar rymden

1. Rocket Lab

Rocket Lab (RKLB ) är en av de mest seriösa konkurrenterna på marknaden för återanvändbara raketer. Företaget har initialt fokuserat på små raketer, med Electron‑lanseringssystemet (320 kg nyttolast), som successivt blir en delvis återanvändbar raket. Hittills har Electron satt upp 177 satelliter i 44 lanseringar.

Senare planerar Rocket Lab att skapa en medelstor återanvändbar raket, Neutron, jämförbar med Falcon 9 (8 000 kg till LEO i fullt återanvändbart läge, 1 500 kg till Mars eller Venus). Neutron kommer att drivas av en metangas‑brinnande raketmotor (likt Starship), vilket verkar bli trenden för nästa generation av raketer.

Företaget är anmärkningsvärt för sin helt vertikalt integrerade satellit‑tillverkningsprocess, vilket möjliggör optimerade kostnader och snabb design.

Detta har resulterat i flera kontrakt med NASA & den amerikanska regeringen, inklusive ett militärt satellitkontrakt på $515 M och ett civilt kontrakt på $143 M för Globalstar.

Rocket Lab är också en stor tillverkare av solpaneler för satelliter efter sina förvärv av SolAero Technologies 2022, med över 1 000 satelliter drivna av dessa paneler, och totalt 4 MW solceller tillverkade.

För närvarande är deras lanseringssystem beroende av externa leverantörer, men en rad strategiska förvärv bör förändra detta, och replikera den vertikala integrationen i lanseringssystemet som redan uppnåtts i satellitdesign och -tillverkning.

Företaget överväger också möjligheten att skapa en LEO‑telekomkonstellation för återkommande intäkter. Det bidrar även till forskning för tillverkning i rymden med Varda Space Industries och inspektion av rymddebris.

Medan SpaceX hade Elon Musks affärstalang för att utveckla sin teknik från grunden, använde Rocket Lab en blandning av F&U och förvärv för att vertikalt integrera den teknik som krävs. Detta har visat sig mycket framgångsrikt i satellittillverkning, och de ser nu till att replikera denna strategi för återanvändbara raketer.

Med tanke på det befintliga kassaflödet från satellitproduktion & Electron‑framgångarna är Rocket Lab en stark kandidat att komma ikapp SpaceX:s försprång.

För dem som är intresserade av att investera i detta företag, se till att titta på de främsta aktiemäklarna i din region (t.ex. för USA, UK, Canada och Australia) eller vår artikel om de 10 bästa investeringsapparna.

2. Solar Foods

Detta företag strävar efter att “producera mat ur tunn luft”. Det samlade €8 miljoner i slutet av 2023 för att driva detta mål. För närvarande är det ett privat företag som kanske inte är tillgängligt för de flesta investerare.

Konceptet är att använda elektricitet för att dela vatten i syre och väte och använda vätet, samt atmosfärisk CO₂ och mineralnäringsämnen, för att föda mikroorganismer som producerar ett torrt pulver bestående av 70 % protein.

Kommer i kommersiell form under varumärket Solein, denna proteinkälla som innehåller alla 9 essentiella aminosyror kan blandas med andra ingredienser för att skapa en mycket tät näringskälla.

Företaget riktar sig uttryckligen mot rymdutforskningsmarknaden. Ändå föreställer de sig att de på lång sikt också kan revolutionera livsmedelsproduktionen på jorden, eftersom de erbjuder en proteinkälla som omvandlar energi till protein mycket effektivt.

“Vi matar mikroben som du skulle mata en växt, men istället för att vattna och gödsla den använder vi bara luft och elektricitet. Med vår nuvarande process är detta 20 × mer effektivt än fotosyntes (och 200 × mer än kött).”

Solar Foods fick den första regulatoriska godkännandet för ny mat för Solein från Singapore Food Agency (SFA) i september 2022.