Sektor kosmiczny będzie miał większą wartość niż motoryzacyjny? Ile kosztuje wyniesienie 1 kg na LEO?

instalki.pl 1 miesiąc temu

Slogan „Gospodarka głupcze” pod którym Bill Clinton wygrał w 1992 roku wybory prezydenckie w Stanach Zjednoczonych, jest na tyle prosty i jednocześnie ponadczasowy, iż może warto wykorzystać go ponownie? Niekoniecznie tym razem sprawdzi się podczas jakiejkolwiek kampanii, natomiast według mnie doskonale pasuje do branży, która od jakiegoś czasu przeżywa swoją drugą młodość – przynajmniej jeżeli weźmiemy pod uwagę kraje zachodnie. Po małej modyfikacji powyższe hasło w nowej odsłonie wyglądałoby następująco: „Gospodarka kosmiczna głupcze” Czy się przyjmie? Czas pokaże.

W porządku, ale czym jest ta cała gospodarka kosmiczna? Według Polskiego Instytutu Ekonomicznego na gospodarkę kosmiczną składają się wszelakiego rodzaju produkty i usługi związane z wysyłaniem ładunków w kosmos, utrzymywaniem ich tam, (przy okazji) czerpiąc z nich korzyści. Nie wchodzą w szczegóły mowa jest w tym przypadku po prostu o sektorze kosmicznym.

Wartość przemysłu kosmicznego

W 2022 r. wartość gospodarki kosmicznej wyniosła 464 mld USD, natomiast w 2023 r. publiczne wydatki na ten właśnie sektor wyniosły 117 mld USD, co stanowi wzrost o 15 proc. rdr oraz 176 proc. w stosunku do roku 2013. Dla porównania wartość światowego przemysłu motoryzacyjnego w 2023 oscylowała w okolicy 3,56 bln USD, czyli (nie wdając się w szczegóły) jest to ponad 7,5 razy więcej.

Nikogo prawdopodobnie nie zdziwi fakt, iż największe publiczne wydatki w tej branży ponoszą Stany Zjednoczone, które w 2023 r. przeznaczyły na ten cel 63 mld USD. Na drugim miejscu uplasowały się Chiny z budżetem w wysokości 14 mld USD. Państwa europejskie wydały kilka mniej od ChRL, bo 12,1 mld USD. Jednak trzeba mieć na uwadze, iż mowa jest tutaj o nakładach poniesionych przez wszystkie państwa Europy.

Jak czytamy w raporcie PIE, w 2022 r. za 88 proc. wartości przemysłu kosmicznego odpowiadały: nawigacja satelitarna, komunikacja satelitarna oraz obserwacja Ziemi. Z powyższej trójki połowę wartości wygenerowała nawigacja, a jedną trzecią komunikacja satelitarna.

Liczba satelitów w przestrzeni kosmicznej

Według danych dostępnych na stronie Orbiting Now w pierwszej połowie czerwca 2024, na orbitach okołoziemskich krążyło ponad 10 tys. różnych satelitów z czego 6,5 tys. stanowiły Starlinki (SpaceX), a 632 należało do firmy Eutelsat OneWeb. Ciekawostka: „fani” Jeffa Bezosa i firmy Amazon mogą w tej chwili śledzić dwie testowe satelity projektu Kuiper, mianowicie; KUIPER-P1, KUIPER-P2.

Warto dodać, iż w 2023 roku liczba wysłanych w kosmos satelitów była 11 razy większa niż dekadę wcześniej.

Obserwowany w ostatnich latach dynamiczny wzrost liczby wysyłanych satelitów wynika w znacznej mierze ze znacznego spadku związanych z tym kosztów, który na przestrzeni ostatnich trzech lat wyniósł 95 proc. Wynika to z opracowania technologii, które pozwoliły zmniejszyć rozmiary wysyłanych urządzeń, a także opracowanej przez firmę SpaceX technologii ponownego wykorzystania rakiet wynoszących satelity na orbitę” – wskazuje dr Paula Kukołowicz, kierowniczka zespołu zrównoważonego rozwoju w PIE.

Koszt wyniesienia 1 kg ładunku w kosmos

Na tak duży wzrost liczby satelitów niewątpliwie wpłynęło obniżenie kosztów wyniesienia ładunku. Przykładowo w roku 2000 wyniesienie 1 kg na niską orbitę okołoziemską (LEO) biorąc pod uwagę rakiety nośne klasy średniej (MLV) i ciężkiej wiązało się z kosztem na poziomie 13 tys. USD. Od czasu pojawienia się Falcona 9 (SpaceX) wyniesienie 1 kg to wydatek zdecydowanie poniżej 3 tys. USD. Jeszcze lepsze „wyniki” uzyskamy patrząc na możliwości Falcona Heavy – około 1,5 tys. USD / 1 kg.

Będąc w temacie statków wielokrotnego użytku i SpaceX, nie można nie wspomnieć o Starshipie, czyli (na chwilę obecną) największej rakiecie na świecie. Według różnych źródeł koszt wyniesienia 1 kg na niską orbitę okołoziemską ma kształtować się na ok. 200 USD. Według SpaceX ta wartość ma jednak zostać zredukowana choćby do 100 USD per 1 kg.

Zmiana kosztów wyniesienia 1 kg ładunku na LEO wraz z biegiem lat (rakiety klasy średniej i ciężkiej) / Źródło: State of the Space Industrial Base 2021

Ta „pogoń” za redukcją kosztów realizowana przez największych graczy, niewątpliwie umożliwiła wejście na ten rynek mniejszym firmom, wpływając tym samym na zmianę dynamiki rozwoju technologii kosmicznych.

Polska na kosmicznej mapie

Aktualnie (pierwsza połowa czerwca 2024) na orbicie widoczne są 4 (operacyjne) polskie satelity – 1 z nich należy do Centrum Badań Kosmicznych PAN (BRITE-PL 2 „Heweliusz”), a pozostałe 3 do następujących firm: SATREV S.A. (LABSAT), Scanway S.A., German Orbital Systems GmbH (STAR VIBE), KP Labs Sp. z o.o. (INTUITION-1).

  • Ciekawostka: na chwilę obecną prawie 100 państw ma na orbicie co najmniej jednego swojego satelitę.

W 2023 roku składki wpłacone przez Polskę do budżetu ESA (Europejskiej Agencji Kosmicznej) wyniosły 69 mln EUR, tym samym uplasowało nasz kraj na 11 miejscu między Norwegią (75 mln EUR), a Austrią (66 mln EUR). Dla porównania największym wkładem w 2023 r. mogły pochwalić się: Francja oraz Niemcy; powyżej 1 mld EUR (każdy kraj). Stanowiło to aż 40,6 proc. całego budżetu ESA.

Budżet ESA w 2023 roku / Żródło: ESA

W odniesieniu do PKB wynik Polski (0,014 proc.) nie jest imponujący i będąc fair należy powiedzieć, iż mamy sporo do nadrobienia w tej kwestii. Dodatkowo nie najlepiej wygląda fakt, iż zajmujemy 20 miejsce (na 22 kraje) pod względem ilości firm startujących w przetargach ESA w przeliczeniu na 100 tys. mieszkańców. Wartość dla Polski w tym przypadku wynosi 1,4, dla Szwecji 1,5 (19 miejsce), a dla Rumuni 1,3 (21 miejsce).

Polski sektor kosmiczny

Liczbę firm działających w polskim sektorze kosmicznym szacuje się powyżej 300. Jednak większość z nich zaangażowana jest również w działania spoza omawianej branży. Przedsiębiorstwa te zatrudniają około 12 tys. osób i odpowiedzialne są za opracowanie ponad 100 technologii ww. sektora. Polskie firmy specjalizują się w tworzeniu systemu dla systemów kosmicznych i stacji naziemnych, opracowaniu materiałów i procesów ich wytwarzania, systemach optycznych i komunikacyjnych dla satelitów a także w automatyce i robotyce.

Liderem polskiego sektora kosmicznego jest Creotech Instruments, specjalizująca się w produkcji systemów i podzespołów satelitarnych. Spółka stworzyła najbardziej zaawansowanego satelitę obserwacyjnego w historii kraju: EagleEye. W najbliższych tygodniach po testach funkcjonalnych i integracji z rakietą Falcon 9, EagleEye zostanie umieszczony na orbicie ok. 510 km. W następnym kroku zaplanowany jest manewr zejścia satelity na bardzo niską orbitę (VLEO) – 350 km. To tam polskiej konstrukcji mikrosatelita będzie operował.

Satelita obserwacyjny EagleEye / Źródło: Creotech Instruments

Nie można również zapomnieć o firmie SpaceForest , która rozwija m.in. suborbitalną rakietę wielokrotnego użytku: Perun. Więcej na temat projektu i specyfikacji systemu znajduje się w tym miejscu. Jako kraj mamy zatem do wykorzystania spory potencjał technologiczny.

Polska rakieta suborbitalna Perun / Źródło: SpaceForest

[…] Rozwój komunikacji satelitarnej, usług obserwacji Ziemi, turystyki kosmicznej i pojawiające się perspektywy górnictwa kosmicznego wyraźnie pokazują ogromny potencjał i rosnącą opłacalność komercyjną przedsięwzięć kosmicznych […]. Polska jest częścią tego gwałtownie ewoluującego krajobrazu działań kosmicznych. Posiadamy prężnie działający sektor kosmiczny, a nasze podmioty już uczestniczą w europejskich łańcuchach dostaw, wspierając rozwój rodzimej gospodarki” – zauważa prof. Grzegorz Wrochna, prezes Polskiej Agencji Kosmicznej.

Trzy kosmiczne obszary – przyszłość na horyzoncie

Nie od dziś wiadomo, iż rozwój sektora kosmicznego wpływa pozytywnie na postęp techniczny widoczny w innych branżach. Przedsięwzięcia takie jak eksploracja Księżyca a choćby Marsa, przyczyniają się do opracowania nowych rozwiązań, które niejednokrotnie znajdują zastosowanie w życiu codziennym. Rozważając korzyści ekonomiczne wynikające z rozwoju przemysłu kosmicznego warto przyjrzeć się trzem obszarom, które w przyszłości mogą jeszcze mocnej odcisnąć piętno na otaczającej nasz rzeczywistości. Mowa jest o łączności satelitarnej, turystyce kosmicznej oraz górnictwie kosmicznym.

Łączność satelitarna

Pierwszy z nich, czyli łączność satelitarna wraz ze wzrostem liczby satelitów (m.in. wspominanej już konstelacji Starlink), powinna w bliskiej przyszłości wyeliminować tzw. białe plamy, czyli obszary borykające się z brakiem zasięgu telefonii komórkowej oraz dostępu do Internetu. Póki co, ceny urządzeń nadawczo-odbiorczych i co za tym idzie abonamentu, nie są jeszcze dostatecznie niskie, aby wszyscy zainteresowani mogli sobie na takie rozwiązanie pozwolić, ale myślę, iż w niedalekiej przyszłości zaobserwujemy spadek cen sprzętu i oferowanych usług. Oczywiście do tego dochodzą różnego rodzaju ograniczenia techniczne, natomiast te wszystkie mankamenty będą niwelowane wraz z upływem czasu (większa ilość satelitów, upowszechnienie usługi).

Turystka kosmiczna

Komercjalizacja lotów turystycznych w kosmos to następny obszar rozwoju gospodarki kosmicznej. Firmy takie jak Blue Origin czy Virgin Galactic z powodzeniem przeprowadzają pasażerskie loty suborbitalne. Do tej pory firma Jeffa Bezosa, czyli Blue Origin wykonała 7 załogowych misji. Virgin Galactic stara się nie odstawać „od reszty” i począwszy od czerwca 2023 w (ramach misji Galactic) ma również za sobą kilka komercyjnych lotów na wysokość powyżej 85 km.

Nie można nie wspomnieć o tak istotnych wydarzeniach jak chociażby w pełni „cywilna” misja Inspiration4, obsługiwana we wrześniu 2021 przez SpaceX czy też Axiom Mission 1 (2022) oraz Axiom Mission 2 (2023) – realizowane przez firmę Axiom Space. W przypadku obydwu tych misji, miało miejsce dokowanie do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

Szacunki Citi.com (raport: z maja 2022: „Citi GPS: Global Perspectives & Solutions”) pokazują iż, rynek turystyki kosmicznej w 2040 roku będzie wart 8 mld USD, a cały sektor kosmiczny powyżej 1 bln USD.

Górnictwo kosmiczne

Górnictwo kosmiczne to trzeci obszar, który może przynieść znaczące korzyści, zwłaszcza w kontekście wyczerpywania się zasobów surowców naturalnych na Ziemi. Najdogodniejszym miejsce do rozpoczęcia prac związanych z wydobyciem jest nasz naturalny satelita. Badania geologiczne potwierdzają, iż na Księżycu oprócz lodu wodnego, czy odmienianego przez wszystkie przypadki izotopu Helu-3, znajdują się również metale ziem rzadkich. Argumentami przemawiającymi za wykonywaniem operacji górniczych na Księżycu są bliskość Ziemi oraz słaba grawitacja. Niewielkie opóźnienie sygnału daje możliwość sterowania specjalistycznymi urządzaniami i maszynami z Ziemi. jeżeli chodzi o wydobycie na asteroidach, to tutaj sprawa wydaje się nieco bardziej skomplikowana, gdyż mikrograwitacja niekoniecznie będzie sprzymierzeńcem działań górniczych. Sprzymierzeńcem natomiast może okazać się sztuczna inteligencja, od której nie uciekniemy i bez której wiele projektów związanych z górnictwem kosmicznym i ogólnie rzecz biorąc, eksploracją kosmosu będzie bardzo trudna w realizacji dla gatunku ludzkiego.

Wizja górnictwa kosmicznego wg AI / Źródło: DALL-E3
Górnictwo kosmiczne wg AI / Źródło: DALL-E3

Warto dodać, iż wg Luksemburskiej Agencji Kosmicznej (badanie z grudnia 2018 r.: „Opportunities for Space Resources Utilization”) do 2045 r. w górnictwie kosmicznym pracę może znaleźć choćby 1,8 mln osób. Oczywiście nie mówimy tutaj o pracy stricte w przestrzeni kosmicznej – chodzi o całą gamę działań i przedsięwzięć realizowanych również na naszym globie. Citi.com w swoim raporcie („Citi GPS: Global Perspectives & Solutions”) wskazuje iż, rynek górnictwa kosmicznego będzie wyceniany w 2040 roku na 12 mld USD.

Od kilkunastu lat sektor kosmiczny powoli, małymi krokami nabiera siły i rośnie jego znaczenie nie tylko na globalnym rynku, ale również wśród społeczeństwa. Cieszy również fakt, iż widoczne jest coraz większe zaangażowanie mniejszych krajów, które bez wątpienia dorzucają swoje trzy grosze do rozwoju tej strategicznej branży. Przed gospodarką kosmiczną wyłaniają się również wyzwania i zagrożenia, związane np. kosmicznymi śmieciami. Nie ma wątpliwości, iż ich redukcja jest konieczna, aby zmniejszać prawdopodobieństwo kolizji. Niemniej jednak poczynione prace nad rozwiązaniem tego jakże istotnego problemu otwierają drogę do powstania nowych technologii, tym samym zwiększając wartość światowego sektora kosmicznego.

Blue Originesakosmosnasaspacexvirgin galactic
Idź do oryginalnego materiału