I settori coinvolti nel progresso spaziale e per la new space economy

L'economia spaziale globale comprende tutte le attività principali dell'industria spaziale nella produzione spaziale e nelle operazioni satellitari, oltre ad altre attività di consumo che sono state derivate negli anni dalla ricerca e dallo sviluppo governativi.

La “new space economy” comprende svariati settori economici legati all’esplorazione e a tutto ciò che attiene a tecnologie, applicazioni, prodotti e servizi che nascono dall’ambito spaziale e che possono avere diversi impieghi nella vita di tutti i giorni. Generalmente l’economia spaziale viene divisa in tre segmenti: upstream, midstream e downstream.

Per upstream si intende il business “verso lo spazio”: satelliti, manifattura e costruzione di componenti per satelliti, lanciatori e altri velivoli spaziali.

Il midstream, invece, è l’insieme di tutte le infrastrutture funzionali a raggiungerlo: piattaforme di lancio, centri di controllo e così via. 

Il settore downstream include tutte le applicazioni che vengono sviluppate a terra partendo dai dati raccolti dai dispositivi in orbita: elaborazione dei dati stessi, servizi space-based, di telecomunicazioni, di navigazione e di monitoraggio ambientale, di previsione meteo, a supporto dell’agricoltura di precisione, della prevenzione e gestione delle emergenze, del controllo del traffico aereo e automobilistico sino alla potenziale gestione di una pandemia.

L'economia spaziale fino al 2050 coinvolge una serie di settori.

Agricoltura

Le future tecnologie spaziali potrebbero consentire una miriade di applicazioni legate all'agricoltura, compresa la produzione spaziale di cibo e altre risorse (es. biocarburanti) e la coltivazione del suolo. La produzione di cibo in situ basata sullo spazio attraverso ecosistemi a circuito chiuso, giardini idroponici e altre tecniche dovrebbero svolgere un ruolo essenziale per la creazione di habitat spaziali a lungo termine. Pertanto, è già iniziata una ricerca per esplorare le tecniche di produzione alimentare in situ, come la produzione di colture in microgravità.

Il cluster agricolo comprendente tutte quelle attività nello spazio o abilitate dallo spazio che sono incentrate sulla scienza e la pratica dell'agricoltura, inclusa la coltivazione del suolo per coltivare colture o allevare animali per fornire cibo, lana, pelle, ossigenazione, cattura del carbonio, biocarburanti e altri prodotti.

Le tecniche agricole terrestri attualmente in uso si basano già su una serie di servizi spaziali tra cui, ad esempio, le previsioni meteorologiche.

Tutela del clima e dell'ambiente

Gli impatti ad ampio raggio dei cambiamenti climatici, del riscaldamento globale e del degrado ambientale hanno incentivato a esplorare nuove applicazioni utilizzando le tecnologie spaziali allo scopo di ottenere informazioni che aiutino la protezione del clima e dell'ambiente.

Nell'attuale quadro di monitoraggio a sostegno della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC), ad esempio, circa 35 delle 45 variabili climatiche essenziali sono misurate attraverso servizi spaziali.

Alcuni personaggi del mondo economico, tra cui Jeff Bezos, fondatore di Amazon e Blue Origin, hanno pubblicamente dichiarato le loro ambizioni di utilizzare l'energia solare e la fusione nucleare per deindustrializzare la Terra in uno sforzo a lungo termine per mitigare il riscaldamento globale e il declino ambientale. La ricerca esistente ha esplorato i possibili metodi per assistere tale processo, tra cui la geoingegneria della Terra (ad esempio l'utilizzo di tende solari spaziali) e colonizzare altri pianeti (ad esempio Marte).

Costruzione, riparazione e ingegneria

Le ambizioni dichiarate di attori come Stati Uniti, Cina e Russia di costruire "colonie" lunari entro il 2030-2040.

I costi sono significativi per realizzare tutti gli oggetti necessari per tali attività spaziali. Sono necessari  investimenti per la costruzione di megastrutture a livello orbitale lunare o marziana per scopi commerciali, residenziali o industriali.

L'autoassemblaggio robotico potrebbe consentire una crescita esponenziale dell'economia industriale spaziale. Ciò si realizzerebbe attraverso un approccio "bootstrapping" alla colonizzazione spaziale: la creazione di un ecosistema industriale spaziale autosufficiente da parte di flotte robotiche, che vengono utilizzate per l'estrazione di risorse e la costruzione, producendo ancora più robot in un ciclo continuo.

Cultura, turismo e spettacolo

La cultura, il turismo e l'intrattenimento basati sullo spazio rappresentano mercati potenzialmente redditizi. Il calo dei costi di accesso allo spazio ha facilitato un crescente interesse per il turismo spaziale suborbitale e orbitale, aprendo la strada verso una gamma più ampia di potenziali servizi culturali e di intrattenimento basati sullo spazio.

Il dominio spaziale ha anche svolto un ruolo importante nei mercati terrestri - che vanno dalla produzione multimediale, giochi e film - facilitando la connettività e contenuti di qualità superiore (ad esempio attraverso tecnologie di realtà virtuale, aumentata e mista).

Difesa, sicurezza e protezione

Le moderne funzioni di difesa, sicurezza e protezione  sono affidate sempre più a tecnologie spaziali.

La commercializzazione e la presenza di un numero crescente di attori e oggetti nello spazio ha anche creato nuove sfide per la sicurezza, compreso un aumento del rischio di potenziale escalation accidentale o intenzionale di crisi, danni causati da detriti o attacchi informatici, elettronici e fisici contro risorse spaziali .

In quanto tale, lo spazio è ora ampiamente riconosciuto come un dominio operativo per le forze militari e, fino al 2050, garantire la sicurezza spaziale rappresenterà probabilmente un compito sempre più vitale ma complesso e impegnativo per garantire la difesa, la sicurezza e l'incolumità sia degli interessi spaziali che della popolazione terrestre.

Energia

Il vasto fabbisogno energetico alla base delle moderne attività tecnologiche, sociali ed economiche spaziali e terrestri, nonché la necessità del settore di contribuire ad affrontare le crescenti sfide del cambiamento climatico e del degrado ambientale, hanno incentivato l'esplorazione dell'utilizzo dello spazio per generare, immagazzinare e trasmettere energia.

Il settore dell'energia terrestre sta già utilizzando i servizi satellitari per applicazioni quali il monitoraggio remoto e l'ottimizzazione delle reti elettriche e il supporto per la generazione di biocarburanti e di energia rinnovabile.

Oltre a tali applicazioni, la generazione di energia spaziale, in particolare i parchi solari spaziali.

Industria estrattiva

L'utilizzo delle risorse in situ basato sullo spazio ("ISRU") rappresenta una delle macro tendenze chiave che influenzano l'economia spaziale.

Nell'esplorazione spaziale , l'utilizzo delle risorse in situ ( ISRU ) è la pratica di raccolta, elaborazione, conservazione e utilizzo di materiali trovati o fabbricati su altri oggetti astronomici (la Luna, Marte, asteroidi, ecc.) che sostituiscono materiali che altrimenti verrebbero portati dalla Terra.

Il cluster delle industrie estrattive è definito come comprendente tutte quelle attività nello spazio o abilitate dallo spazio incentrate sull'estrazione di materie prime (come combustibili, metalli, minerali e aggregati) dalla Terra o da altri corpi celesti e dalla loro lavorazione per un successivo utilizzo in ambito industriale.

Si prevede anche l'estrazione di oggetti spaziali - asteroidi, comete, la Luna e Marte - per ricavare risorse come acqua, elio-3, minerali di terre rare e metalli preziosi: una nuova "corsa all'oro" del 21° secolo.

Alla luce del significativo valore commerciale dell'estrazione di risorse spaziali, in particolare dell'estrazione di asteroidi, sono stati fatti crescenti investimenti nell'esplorazione della fattibilità tecnica e commerciale dell'estrazione di risorse extraterrestri.

Le attuali ambizioni mirano ad avere attività estrattive spaziale entro il 2030.

Tuttavia, il futuro di un tale sistema, e qualsiasi forma di estrazione di risorse spaziali, dipende in modo cruciale dall'evoluzione del quadro giuridico e normativo internazionale in materia di diritti di proprietà nello spazio.

Finanza e commercio

Analogamente ad altri settori, i servizi finanziari e commerciali hanno sviluppato un crescente interesse per l'utilizzo di servizi spaziali. Entro il 2050, è probabile che l'uso delle tecnologie satellitari per applicazioni tra cui la valutazione del rischio, il supporto decisionale sugli investimenti abilitato dall'IA e l'ottimizzazione delle catene di approvvigionamento, dei processi e delle operazioni.

Salute, prodotti farmaceutici e medicina

Il volo spaziale sostenuto presenta rischi complessi e profondi per la salute umana a causa di fattori quali la radiazione solare, l'indebolimento del sistema immunitario, gli effetti della gravità zero, nonché lo spazio limitato, le attrezzature o il supporto per affrontare malattie o lesioni generiche.

La presenza umana nello spazio così come il futuro delle missioni con equipaggio, tuttavia, si basa fondamentalmente sulla capacità di fornire servizi sanitari e medici agli esseri umani nello spazio.

Attività illecite

Oltre alle attività spaziali future legittime, la futura economia spaziale può anche comportare mercati sfruttati per scopi illeciti o criminali. Attualmente, tali attività includono principalmente attacchi informatici ed elettronici contro risorse spaziali. L'ampliamento dell'economia spaziale possono incoraggiare e facilitare un più ampio spettro di criminalità spaziale o abilitata allo spazio.

La logistica

Le applicazioni spaziali nella logistica includono servizi per lo stoccaggio, il trasporto, la catalogazione, la movimentazione e l'imballaggio di merci e attrezzature sia spaziali che terrestri. Lo sviluppo da parte della NASA del programma Commercial Orbital Transportation Services è un importante esempio di mercati logistici spaziali.

Sebbene i servizi di rifornimento commerciale (orbitale) (CRS) siano attualmente limitati alla logistica orbitale, attori commerciali come SpaceX hanno dichiarato l'ambizione di estendere il rifornimento commerciale a Marte a partire dal 2030.

Produzione

La futura economia spaziale implica una serie di applicazioni di produzione terrestre basate sullo spazio o abilitate allo spazio, qui intese come processi incentrati sulla trasformazione di beni, materiali o sostanze in nuovi prodotti.

Produzione nello spazio, compresa la produzione in orbita o lunare e assemblaggio, sono riconosciuti come fattori chiave per le future missioni spaziali e habitat di lunga durata. Pertanto, sono attualmente in corso numerosi progetti per promuovere lo sviluppo della produzione nello spazio, in particolare la produzione additiva, sia commerciale  che militari nello spazio.

Scienza, ricerca e istruzione

Con lo spazio che continua a guidare l'esplorazione scientifica, la ricerca e l'innovazione, l'esplorazione spaziale è rimasta un'ambizione chiave delle nazioni che viaggiano nello spazio. Sostenuto da tali ambizioni, fino al 2050 l'uso dello spazio per scopi scientifici e didattici può comportare una serie di nuovi tipi di missioni di esplorazione spaziale, comprese missioni con e senza equipaggio, robotica, di scienza dei cittadini o di esplorazione. I tempi per la realizzazione di tali missioni sono vari, con ambizioni per missioni commerciali senza equipaggio su Marte da lanciare entro il 2022 e missioni interplanetarie previste entro il 2030.

Telecomunicazioni

La proliferazione di applicazioni IoT (Internet of Things che dall'idea di portare nel mondo digitale gli oggetti della nostra esperienza quotidiana), cloud computing e intrattenimento per i consumatori sta contribuendo ad aumentare la dipendenza dei settori civili e commerciali dalle tecnologie spaziali per facilitare il download e l'upload dei dati più rapidi, migliore copertura e connettività sicura e affidabile.

L'attuale mercato delle telecomunicazioni si basa già su una gamma di tecnologie spaziali, con le stime attuali che indicano ulteriori significativi progressi nelle telecomunicazioni spaziali fino al 2030 e oltre.

Trasporto

Entro il 2050, la futura economia spaziale potrebbe includere una gamma di servizi per il trasporto intraspaziale e la gestione del traffico, nonché un ampio uso di tecnologie spaziali da parte dei sistemi di trasporto terrestre. Nel contesto del primo, le future missioni di esplorazione spaziale e gli habitat potrebbero prevedere l'uso di veicoli specializzati (ad es. navette e rover), nonché concetti ancora da realizzare per il trasporto interplanetario e interstellare come treni spaziali, vele solari e nano-navi. Analogamente ad altri cluster di applicazioni, è probabile che lo sviluppo futuro del mercato del trasporto spaziale, nonché l'istituzione di servizi di gestione del traffico spaziale di accompagnamento, siano modellati dalle interdipendenze con settori come l'energia, la produzione e la costruzione di habitat nello spazio.

 

RandEurope, Future uses of space out to 2050, 2022