Elérkezett az űrrepülés saját ipari forradalma? Meddig csökkenthetők a költségek?
1961-ben, amikor Jurij Gagarin első emberként megkerülte a Földet, az űrrepülés még kizárólag a szuperhatalmak kiváltsága volt. Egyetlen kilogramm hasznos teher pályára állítása mai pénzre átszámítva közel 87 000 dollárba került. Egy műhold felbocsátása egy kisebb ország éves költségvetésével vetekedett, ezért a világűrbe csak a legfontosabb katonai, tudományos vagy presztízsértékű küldetések juthattak el.
Hatvanöt évvel később egészen más világban élünk. Egy frissen megjelent tanulmány szerint az alacsony Föld körüli pályára történő szállítás átlagos költsége kevesebb mint 4000 dollár kilogrammonként, vagyis több mint 96 százalékkal alacsonyabb, mint az 1960-as évek elején. A Cambridge-i Egyetem és a Torinói Műszaki Egyetem kutatói szerint ez nem egyszerű technológiai fejlődés, hanem egy olyan gazdasági átalakulás, amelynek hatása hosszú távon a vasút vagy a gőzhajózás megjelenéséhez hasonlítható. Egy modern űripari gazdasági forradalom korszakát éljük.
A kutatócsoport több mint 4400 orbitális rakétaindítás adatait dolgozta fel 1960 és 2025 között. Nemcsak azt vizsgálták, mennyibe került egy-egy indítás, hanem azt is, hogyan változtak a költségek az iparág fejlődésével. Az eredmények egy jól ismert közgazdasági törvényszerűséget követtek: minél többet gyártanak egy technológiából, annál olcsóbbá válik az előállítása. A jelenséget tanulási görbének vagy Wright-törvénynek nevezik, és korábban már megfigyelték a repülőgépgyártásban, az autóiparban, a félvezetők gyártásában és a napelemek esetében is.
A rakéták sem jelentenek kivételt. A kutatás szerint minden alkalommal, amikor a világ által pályára állított összes hasznos teher mennyisége megduplázódik, az egy kilogrammra jutó indítási költség átlagosan 21 százalékkal csökken. Ez meglepően gyors ütem. A 19. században a gőzhajók hasonló gazdasági forradalmat indítottak el, de ott ugyanez az érték körülbelül 15 százalék volt. Más szóval az űripar jelenleg még gyorsabban fejlődik, mint annak idején a világkereskedelmet átalakító tengeri szállítás.
Felmerül a kérdés: miért volt ennyire drága az űrrepülés évtizedeken keresztül? Azt hihetnénk, hogy egy rakéta legnagyobb költsége az üzemanyag, de ez nem igaz. A hajtóanyag ára egy orbitális indítás teljes költségének viszonylag kis részét teszi ki. Az igazán drága maga a rakéta: a hajtóművek, a szerkezet, az elektronika, a gyártás, a tesztelés és nem is beszélve az indítási infrastruktúráról. A korai hordozórakéták ráadásul egyszer használatosak voltak, néhány perc működés után a fokozatok visszahullottak az óceánba vagy elégettek a légkörben. Ez olyan, mintha minden egyes repülőút után leselejteznének egy utasszállító repülőgépet. Az űripar évtizedeken át pontosan így működött.
A változás nem egyik napról a másikra következett be. Már a Space Shuttle is megpróbálta csökkenteni a költségeket az újrafelhasználhatóság segítségével, de a rendszer karbantartása rendkívül munkaigényesnek bizonyult. Az igazi fordulatot a SpaceX hozta el, amikor a Falcon 9 első fokozatai rendszeresen függőleges leszállást hajtottak végre, majd újra repültek.
Sokan úgy tekintenek erre, mint az egyetlen okra, amiért olcsóbb lett az űrrepülés. A kutatás szerint azonban a kép ennél jóval összetettebb. A SpaceX nem csupán visszahozza a rakétáit, hanem nagyrészt saját maga gyártja az alkatrészeket, egyszerűsítette a gyártási folyamatokat, jelentősen növelte az indítások számát, és folyamatosan ugyanazt a rakétacsaládot fejleszti tovább. Mindez együtt eredményezte azt, hogy a Falcon 9 minden korábbinál alacsonyabb indítási költséget ért el.
A fejlődés azonban még korántsem ért véget. A SpaceX kiemelt figyelmet fordít a Starship fejlesztésére, amelynek célja, hogy mindkét fokozat teljes egészében újrafelhasználható legyen. Ha ez rutinszerűvé válik, a költségek újabb jelentős csökkenése következhet.
A kutatók modellje szerint a jelenlegi trend alapján 2040-re akár 300 dollár körüli összegre is csökkenhet egy kilogramm pályára állításának átlagos költsége. Ez szinte hihetetlennek tűnik, de érdemes felidézni, hogy néhány évtizeddel ezelőtt még a jelenlegi árakat is elképzelhetetlenül alacsonynak tartották volna.
Az olcsóbb rakétaindítások jelentősége messze túlmutat az űriparon. A történelem során minden olyan technológia, amely drasztikusan csökkentette a szállítás költségeit, új gazdasági korszakot indított el. A vasút lehetővé tette a kontinensek belső területeinek fejlődését. A konténerszállítás átalakította a világkereskedelmet. Az internet pedig gyakorlatilag lenullázta az információ továbbításának költségét.
Az űr esetében most hasonló folyamat kezdődhet. Ha a pályára jutás valóban nagyságrendekkel olcsóbb lesz, olyan projektek válhatnak gazdaságossá, amelyek ma még csak tanulmányokban szerepelnek. Nagy méretű űrbeli naperőművek, mikrogravitációban működő gyógyszergyárak, több száz tonnás űrteleszkópok, holdi üzemanyaggyárak vagy akár az aszteroidák nyersanyagainak hasznosítása is sokkal közelebb kerülhet a megvalósításhoz.
A tanulmány ugyanakkor egy fontos figyelmeztetést is megfogalmaz. A technológiai fejlődés nem feltétlenül jelenti azt, hogy a piaci árak ugyanilyen gyorsan csökkennek. Jelenleg a világ orbitális indításainak túlnyomó részét egyetlen vállalat végzi. Ha a verseny mérséklődik, a szolgáltatók nem feltétlenül adják tovább a teljes költségcsökkenést az ügyfeleknek. A gazdasági modell tehát nemcsak a mérnökökön, hanem a piaci verseny alakulásán is múlik.
Egy dolog azonban már most jól látható. Az űrrepülés történetének első hatvan éve arról szólt, hogyan lehet egyáltalán eljutni a világűrbe. A következő évtizedek egyre inkább arról szólhatnak majd, hogy mit kezdünk azzal, amikor az odajutás ára már nem jelent leküzdhetetlen akadályt. Ez a változás talán kevésbé látványos, mint egy rakétaindítás, hosszú távon mégis nagyobb hatással lehet az emberiség jövőjére, mint sok korábbi technológiai áttörés. Meglehetőse izgalmas korszak vette kezdetét az űrhajózás íránt érdeklődöknek.
