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本文原載于歐特克公司面向設(shè)計(jì)師、工程師、建設(shè)人員和創(chuàng)客群體打造的信息分享平臺(tái)Redshift。Redshift每日分享極具啟發(fā)性的創(chuàng)新故事，提供實(shí)用的商業(yè)建議，旨在探索設(shè)計(jì)與制造的未來(lái)，助力企業(yè)贏得商業(yè)成功。

提到“太空商業(yè)化”，人們通常第一個(gè)想到的就是理查德?布蘭森的維珍銀河公司。該公司的太空旅游引起了媒體的極大關(guān)注，絕大多數(shù)的媒體報(bào)道都充滿(mǎn)著溢美之詞和贊嘆之聲，但這項(xiàng)事業(yè)背后的故事卻鮮有人知。

在經(jīng)歷多次延期和挫折后，去年12月，維珍銀河公司的 VSS Unity航天飛機(jī)完成了它的第二次自由飛行測(cè)試。為參加太空亞軌道飛行之旅，大約有700人預(yù)付了25萬(wàn)美元，其年齡從10歲到90歲不等，其中不乏萊昂納多?迪卡普里奧等熱衷于太空探索的富豪。不過(guò)，要想進(jìn)入太空去體驗(yàn)?zāi)嵌潭處追昼姷氖е馗校麄冞€得再多等上一陣子。

從更廣闊的視角來(lái)看，太空商業(yè)化意味著NASA之類(lèi)的政府機(jī)構(gòu)已不再是太空行業(yè)的唯一主宰。隨著私營(yíng)企業(yè)加入競(jìng)爭(zhēng)（包括埃隆?馬斯克的SpaceX和杰夫?貝斯的Blue Origin），無(wú)論是在地面還是太空，這個(gè)行業(yè)的發(fā)展都將依賴(lài)于新型制造方式的產(chǎn)生。太空行業(yè)將開(kāi)辟全新的產(chǎn)業(yè)，發(fā)掘有待利用的資源，并促進(jìn)制藥、能源、制造和建筑等各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)重大突破。下面，來(lái)看看我們對(duì)太空行業(yè)的幾個(gè)預(yù)測(cè)吧。

太空采礦將成為現(xiàn)實(shí)

礦物開(kāi)采是地球上最大的污染源之一。所以設(shè)想一下，如果有朝一日人類(lèi)可以到小行星、月球以及其他星球上采礦，那么，不堪重負(fù)的地球就能得到喘息。實(shí)現(xiàn)小行星采礦仍有待時(shí)日（因?yàn)榈厍虿傻V與太空采礦的成本差仍是天文數(shù)字），不過(guò)一旦實(shí)現(xiàn)，這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)就能自給自足。企業(yè)如果能建造飛船，飛往太空中的小行星進(jìn)行采礦，它們就既能養(yǎng)活小行星采礦業(yè)，又能把原材料帶回地球。

 Planetary Resources和Deep Space Industries等企業(yè)已經(jīng)在探索小行星采礦的可能性。不過(guò)，企業(yè)家更有可能先在月球上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——建立商業(yè)基地，在那里從事采礦，并利用這些礦物維持基地的運(yùn)轉(zhuǎn)。

商業(yè)企業(yè)可能會(huì)搶在政府機(jī)構(gòu)之前完成這一壯舉。我曾擔(dān)任過(guò)NASA的博士后研究員，就我對(duì)政府機(jī)構(gòu)的了解，那些石破天驚的設(shè)想（如NASA的小行星轉(zhuǎn)向任務(wù)）未必能存活下來(lái)，因?yàn)榇祟?lèi)設(shè)想不符合政府機(jī)構(gòu)的成本預(yù)算，或被認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)邊際過(guò)高。

政府機(jī)構(gòu)往往希望將風(fēng)險(xiǎn)降到最低，而商業(yè)機(jī)構(gòu)則愿意承擔(dān)更大的風(fēng)險(xiǎn)，它們不那么擔(dān)心會(huì)陷入財(cái)務(wù)投資的“無(wú)底洞”，行動(dòng)速度也更快。
3D打印機(jī)將在太空中開(kāi)展制造活動(dòng)

另一項(xiàng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)是在太空中建造、部署衛(wèi)星，而無(wú)需從地面上發(fā)射。人們目前正在研制微型衛(wèi)星——如舊金山的Planet，這是一個(gè)由88個(gè)地球成像衛(wèi)星組成的衛(wèi)星群。那么，可不可以不從地球上發(fā)射衛(wèi)星，而是直接在太空中建造衛(wèi)星呢？3D打印機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn)。

想象一下，公司向月球發(fā)射一臺(tái)先進(jìn)的金屬3D打印機(jī)，然后就地采集原材料作為打印機(jī)的打印用料。這樣，公司就不再需要三軸機(jī)械、銑床和鉆孔機(jī)，也不需要從地球上運(yùn)送零部件，就可以利用與周邊原材料兼容的3D打印機(jī)直接在月球上生產(chǎn)零部件。

很多公司（如Made in Space）正在實(shí)施這些設(shè)想。直接使用在太空中制造的替換部件和新部件，而不必再?gòu)牡厍蜻\(yùn)載到太空——對(duì)新太空經(jīng)濟(jì)的所有參與者來(lái)說(shuō)，這都是更好、更劃算的選擇。

要想以最輕盈、最高效的設(shè)計(jì)來(lái)解決這些問(wèn)題，輕量化就是關(guān)鍵所在。人們可以通過(guò)衍生式設(shè)計(jì)來(lái)創(chuàng)造各種外形古怪、重量輕、可3D打印的形狀，這對(duì)于最大限度地“精簡(jiǎn)”各種材料的使用具有切實(shí)的價(jià)值。

談到“精簡(jiǎn)”，微重力是太空領(lǐng)域另一個(gè)能夠催生新產(chǎn)業(yè)的概念，尤其是在制藥行業(yè)。通過(guò)微重力，細(xì)胞形成時(shí)將更為純凈，藥物雜質(zhì)更少，材料將更為堅(jiān)固，結(jié)構(gòu)更為一致。例如，瑞士/以色列公司SpacePharma正在通過(guò)其衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)室在軌道中開(kāi)展醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以推動(dòng)干細(xì)胞研究、蛋白質(zhì)結(jié)晶化、3D細(xì)胞培育和微生物學(xué)研究。

1960年4月14日，NASA向美國(guó)約翰遜總統(tǒng)和參議員展示TIROS衛(wèi)星及其電路。
（來(lái)源：美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館/Warren K. Leffler）

機(jī)器人將成為衛(wèi)星上使用的機(jī)械

太空環(huán)境異常嚴(yán)酷。用于執(zhí)行采集、機(jī)械加工和維修等任務(wù)的機(jī)器人可以減少人類(lèi)面臨的危險(xiǎn)，在無(wú)人類(lèi)輔助的情況下建造設(shè)施。

此外，機(jī)器人一方面不會(huì)奪走人類(lèi)在太空的工作崗位（因?yàn)樘罩懈緵](méi)有所謂的“人類(lèi)工作崗位”），另一方面又能憑借其輔助人類(lèi)工作的能力創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)。如果商業(yè)企業(yè)將機(jī)器人送入軌道去維護(hù)衛(wèi)星，那會(huì)怎么樣？這些在太空中維持運(yùn)轉(zhuǎn)、執(zhí)行作業(yè)的機(jī)器人將由誰(shuí)來(lái)設(shè)計(jì)？這些機(jī)器人必須輕盈、牢固，并具有移動(dòng)性。如此一來(lái)，一個(gè)潛在的新行業(yè)便呼之欲出——太空機(jī)器人行業(yè)。

如果太空飛行成本降低到一定程度，商業(yè)企業(yè)就可以將太空機(jī)器人發(fā)射到軌道，讓其負(fù)責(zé)維護(hù)衛(wèi)星和更換零件。這樣，工程師就可以減少衛(wèi)星退役的頻次，不必頻繁地讓衛(wèi)星在地球大氣層中燒掉，或讓其墜入太平洋的“飛船墳場(chǎng)”。衛(wèi)星壽命的延長(zhǎng)、升級(jí)改良費(fèi)用的減少會(huì)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

新的供應(yīng)鏈將應(yīng)運(yùn)而生

埃隆?馬斯克希望能擁有往來(lái)火星的飛船船隊(duì)。這有何價(jià)值呢？答案就是，他可以隨時(shí)裝運(yùn)貨物并送回地球。一旦這個(gè)行業(yè)建成了這樣的基礎(chǔ)設(shè)施，其作為將不可限量。

我確信，未來(lái)50年內(nèi)，月球上或近地軌道中一定會(huì)出現(xiàn)商業(yè)化的太空企業(yè)。而關(guān)鍵就在于要大幅降低軌道發(fā)射成本。所以像SpaceX之類(lèi)公司在做的工作是非常重要的。SpaceX為將飛行器送入太空所付出的代價(jià)令其他太空企業(yè)驚詫不已、望塵莫及。但只要能不斷降低造價(jià)，太空商業(yè)化就會(huì)推廣開(kāi)來(lái)。

這也就是馬斯克努力嘗試將第一節(jié)火箭回收到地球的原因。鑒于火箭造價(jià)高昂，如果公司能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火箭反復(fù)利用的話(huà)，那么就可以將發(fā)射太空飛船或衛(wèi)星的成本降低幾千萬(wàn)美元。

洛克希德?馬丁和諾斯洛普?格魯門(mén)也是私營(yíng)公司，但它們是巨頭企業(yè)——就像只喂不飽的巨獸，從這些公司獲得供應(yīng)往往代價(jià)極大。而新進(jìn)入供應(yīng)鏈的初創(chuàng)企業(yè)則沒(méi)有必要遵循同樣的成本結(jié)構(gòu)，所以，各種不同的供應(yīng)鏈將應(yīng)運(yùn)而生，以滿(mǎn)足它們的需求。

馬斯克一直在做一件事，那就是垂直整合——也就是建立他自己的一套體系。因?yàn)榇笮蛧?guó)防制造商在某種意義上承擔(dān)著政治職能，往往把業(yè)務(wù)分散部署在全國(guó)各地。而馬斯克的目標(biāo)是盡可能制造出最可靠、最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，因此他選擇通過(guò)私人合約來(lái)發(fā)射衛(wèi)星，使用另一條供應(yīng)鏈上的少數(shù)供應(yīng)商，并進(jìn)行垂直整合。

 一旦太空旅行成本降低到一定程度，精明的企業(yè)家會(huì)成為太空機(jī)器人的原材料供應(yīng)商。這將是一條全新的大宗商品供應(yīng)鏈——以太空為基地的供應(yīng)鏈。

與此同時(shí)，太空旅行仍將是一件了不起的事，有朝一日，富豪會(huì)在地球以外的地方度假。如果你口袋里有幾百萬(wàn)美元，那不妨到月球上住一周——酒店業(yè)大亨羅伯特?畢格羅已經(jīng)在研究這門(mén)生意了，等到他的太空酒店真的建成，客房窗外必定是一番震撼人心的神奇景象。