冷知識像毒藥,必須均衡攝取,偏食容易中毒。

我所關注的重要與不重要的事實

2019年12月7日 星期六

彭博社未來學專題:大飛躍 1.太空產業綜觀 2.微重力製造 #BloombergGiantLeap

影片落落長,重點一點點,幫大家節省時間XD 但如果你很愛看火箭發射,裡面滿滿是發射的片段。



- 太空產業的基本架構就在於火箭=承載系統:怎麼能最可靠、最便宜把東西送出地球重力井。這產業除了三巨頭(SpaceX、維珍銀河、藍色起源)之外現在已經有一百家左右的民間企業在創業。

- 目前主要的商業模式是接單替各個國家與企業發射衛星。總產值是數千億美元。

- 除了火箭(承載系統)降價之外,得利於手機和微型控制器的成熟,超廉價的微型衛星蔚為盛況。最便宜的 cubesat, nanosat 不會比一支手機貴多少。相較於以往官方的軍事衛星或太空探測器造價都是以百億、千億美元為單位,商品跌價表示需求暴漲,人人有衛星用。

- 發射微型衛星的選擇變成兩種
1. 搭便車,跟著高單價的大型衛星一起出去,優點是便宜可靠,缺點是發射時間地點要配合,不見得能進到最適合你的商業用途的軌道(發射的軌道傾角)。
2. 小型衛星用小型公司提供的小型火箭發射,優點是彈性,缺點是貴和稍微不可靠。

[例] 火箭實驗室(Rocket Lab)是目前唯一定期商業發射小型火箭的公司
[例] 螢火蟲太空(Firefly Aerospace)是因為金融面的不穩定而宣布破產,被矽谷的資金收購然後開始改進它們的金流面,重新起步的公司。一大好消息是川普宣布 2024 重返月球,他們有望和 NASA 合作(承包)提供某些階段的火箭發動機製造。

- 火箭本來就是最高規格的製造工藝,最大挑戰是要讓燒錢和賺錢平衡,就是有保障的現金流。除了是真.職業級的 Kerbal Space Program 玩家,有技術和知識和工程師的肝之外,也要擔心在金融投資市場上的競爭。小型玩家(即使營業額是十億美元起跳)最擔心的是大型玩家的夾殺,尤其是三巨頭撈到小型發射這個區位來。巨人一翻身,小公司死一片。

[例] 維珍軌道(Virgin Orbits)的法寶是從改裝的 747 客機上釋放小型火箭並發射,這也是之前維珍銀河把觀光用的飛船射上太空邊緣(沒有進入軌道)的方法。優點是高機動性,因為是在平流層射,不受地面天氣的限制。而且不需要在既定的太空/空軍基地發射,表示你的衛星想要什麼軌道傾角都行,非常有吸引力。

- 太空產業非常殘酷,小型玩家禁不起連續的財務挫敗,而且獲利的空間受到爭食而收窄,目前一百多個創業之中,大多數都預期會面臨退場,投資資金開始集中在贏家身上的趨勢出來,光是有技術有熱情也撐不下去。

第二部分:
上太空除了提供網路服務之外還能幹嘛?微重力下的新型材料製造。



- 人類文明其實就是拿原物料(礦)加工成更厲害的工具、器物的一種「加值經濟」

- 絕大多傳統製造方法都不適應於太空環境,在於軌道運動(是一種自由落體)中的微重力情境中,流體的表現大不相同。例如火焰和液體都會變成球形。並且微重力中不會有熱對流的現象,可以讓混合物維持均勻而不分層。

* 自由落體當然是「有重力(場)」,但因為整個機艙一起自由落體,艙中的東西相對於彼此都是近乎 0 g 加速度,沒有物體掉得更快。至於微重力不會有熱對流,是因為對流出自熱漲冷縮產生的密度差異,需要有重力去拉才能讓高密度下沉、低密度上升。

- 反倒是唯獨在微重力中才能製造的項目,可以給太空探索提供經濟誘因,讓大飛躍變成具有小的中程目標的漸進式的飛躍

[例] 生物醫學,人工培養用於移植的生物組織,甚至3D列印器官。公司名字是 TechShot→新聞。是出自於培養細胞一般會成層狀生長,在地球要製造出 3D 的器官架構,就必須製造一個聚合物骨架,充當「細胞外基質」(ECM)讓細胞能黏附生長的功用。說培養細胞在太空中更容易長成器官也還只是個假設而已,不過這種前沿的事是不做不知道。

* 笑點是那台送上ISS的3D列印機的名字是 B. F. F.(永遠ㄉ好捧油)

[例] 物質科學,極理想的下一代光纖材料「鋯鋇鑭鋁鈉氟玻璃」(ZBLAN)只有在微重力狀態冷卻才能產生理想的「非晶態」(利用沒有對流的條件),理論上這種材質的光學頻帶比矽玻璃寬五倍,信號衰減率只有百分之一。公司的名稱是「太空製作」(Made in Space → 新聞)。

* 說起來微重力並不一定要在太空,在地球上蓋一座大怒神也可以提供幾秒鐘的自由落體,在這幾秒鐘之間熔融原料、拉伸、並反覆的製程想來可以替代上軌道。但就是很繁瑣。

這麼說我就想到,第一個利用微重力製造的東西大概是鉛散彈(lead shot) XD 從高塔上把熔化的鉛透過篩子倒下去,在自由落體中熔融鉛因表面張力變成球型,落在冷水中定型。

[例] 還是 Made in Space 公司,他們和一些同業和 NASA 合作開發可以在太空中 3D 列印機器零件,並就地藉機器手臂組裝的 Archinaut  系統 ←建築師和太空人兩個字合起來。希望可以像開花一樣,從相對小型的衛星中製造出輕質的衍架 (boom),就可以展開當作太陽能板、天線、望遠鏡鏡面......等各種結構。

- 太空相關產業和供應商基本上像是在掏金熱之中賣鏟子、篷車、牛仔褲等等必需品的,他們要能存活的要件是太空掏金熱存在。但潛台詞是這樣,掏金熱和投資泡沫很類似,能賺到錢的只有一小部分掏金客/投資人,但賣鏟子的幾乎總是能賺錢。

沒有留言:

張貼留言