2024 年，太空產業進入新時代，低地球軌道 (LEO) 孕育著前所未有的商業機會。SpaceX 和 Blue Origin 的創新技術讓太空旅行和衛星通訊更為普及。此外，這種商業化將為經濟帶來漣漪效應，並將對我們的生活產生深遠的影響。 這篇文章描述低地球軌道商業化的未來、其挑戰及特定公司案例研究。
低地球轨道商业化的背景：从政府到私营部门
NASA 的努力和私營部門的快速發展
NASA 長久以來一直主導國際太空站 (ISS) 的運作，但最近已將角色轉移到私營部門。2020 年，SpaceX 的 Crew Dragon 太空船將 NASA 太空人送往國際空間站，開啟了私人太空產業的新時代。。
這種商業化的背後，是大量的政府投資和技術開放：2021 年，美國政府在太空相關技術上投資了約 240 億美元，以幫助私人公司進入市場。這使得公司更容易進入太空市場，也增加了競爭。
拓展太空業務：私營部門數字
SpaceX 和可重複使用火箭的成本革命。
SpaceX 可重複使用的 Falcon 9 火箭從根本上改變了太空產業的成本結構。傳統上，火箭是一次性的，每次發射成本數億美元--即使看看美國國家航空航天局（NASA）太空梭的運營成本，每次發射成本也在 4.5 億美元左右。然而，在 2015 年，SpaceX 首次實現了火箭的可重複使用，將每次發射的成本降至只有 6,200 萬美元（約 70 億美元）。萬個太空項目。這項創新創造了一個環境，不僅美國太空總署（NASA）和國際組織，就連私人公司和大學研究機構也能實現太空專案。
SpaceX 的可重複使用火箭將在 2022 年實現每年 61 次發射，這是全球最高的太空發射次數。60% 及以上佔了最大的市場份額。這進一步推動了商業太空市場的發展，尤其是加速了低成本衛星發射和科學實驗。
由 Starlink 計畫催生的全球電信革命。
SpaceX 的 Starlink 專案是一個將共發射 42,000 顆衛星該計畫是一項為整個地球提供網際網路服務的偉大計畫。該計劃將為偏遠地區和發展中國家提供高速互聯網連接，並有望為沒有基礎設施的地區帶來新的電信革命 到 2024 年，該計劃有望完成，全球覆蓋範圍將達到 991 TP3T(*3)。
Starlink 已經在 2023 年。超過 3 百萬使用者並被用作應急基礎設施，尤其是在自然災害頻繁發生的地區。例如，2022 年湯加發生海底火山爆發，導致整個湯加的網際網路斷線，SpaceX 能夠透過 Starlink 快速提供網際網路連線，為復原工作做出重大貢獻。(。
Axiom Space 的商業太空站：太空的未來。
Axiom Space 計劃建造第一座私人、完全商業化的太空站，預計於 2028 年完成。這個太空站是與國際空間站（ISS）分離，獨立運作。並將成為太空旅行、研發和製造的基地。特別是生物科技和製藥部門，預計將利用零重力環境開發新藥和材料。
零重力環境是、可進行地面無法進行的細胞培養和材料科學研究實驗是這樣的。例如，2019 年在國際空間站上進行的一項實驗發現，癌細胞在微重力環境下呈現異常生長，並據此開發新的治療方法。太空中的製造業也將有所增長，特別是在半導體製造和 3D 列印技術。可以比在地球上做得更精確，可望成為下一代工業的基礎。(*5)。
此外，Axiom Space 將於 2022 年。第一位送抵國際空間站的民用太空人。成功，證明了太空旅行事業的可行性。如此一來，大眾造訪太空的日子即將來臨，而太空旅行產業也將成為未來數十年快速成長的市場。
太空事業的經濟影響與成長潛力。
太空產業邁向 1 兆美元市場之路。
到 2030 年，太空產業的價值將達到 1 兆美元（大約）預計將達到到 2021 年，整個太空產業預計將成長其規模已達到約 4240 億美元（59 兆日圓），尤其是私人企業的參與推動了市場的擴張。
太空工業擴張對農業和電信的影響。
作為具體的影響、精準耕作部門，衛星資料可用於即時管理作物生長與天氣資料，有助於提高產量與生產效率。例如，在日本北海道，一位農民引進了這項技術，使每年收成達到20% 及以上實現了增長。這主要是由於利用衛星數據優化了農業用水和肥料的使用，減少了浪費(*8)。
衛星通訊技術在災害管理上也扮演著重要的角色。近年來，日本、美國等地頻頻發生洪水、颱風等自然災害，利用對地觀測衛星資料，可以在災害發生前預測損害範圍，並迅速採取對策。根據對地觀測衛星資料的分析，美國西海岸森林大火的損害範圍被提前預測，並成功減輕了損害。(*9)。
商業化和太空碎片問題所帶來的挑戰。
迅速增加的太空碎片及其風險。
雖然低地球軌道上的商業活動不斷增加，但太空碎片卻是一大挑戰：截至 2024 年，低地球軌道上約有 30 000 個大型碎片，而且這個數字預計還會持續增加。這些碎片有可能與衛星和空間站相撞，威脅整個太空業務的安全。
瓦礫清除技術的最新進展。
隨著低地球軌道上的商業活動日益增加，太空碎片（太空垃圾）是一個嚴重的風險。近似。超過 30,000 件碎片。正在低地球軌道上漂移，這些都是廢棄衛星和火箭的殘餘物，即使光是直徑在 10 公分以上的殘餘物，在碰撞時也有造成嚴重損害的危險。為了解決這個問題，世界各地的公司和研究機構都在開發碎片清除技術。
天體尺度的創新：宇宙的「清潔者
日本太空新創公司、Astroscale Ltd.被譽為太空碎片清除領域的先驅。該公司 2022 年的成功任務 ELSA-d 是碎片清除的突破性展示。在該任務中，類似衛星的模擬碎片被磁捕捉機制捕捉，並成功安全地從軌道中移除。這標誌著碎片清除的實際應用邁出了重要的一步。(*10)。
Astroscale 技術以太空中失效的衛星和故障的火箭元件為目標，利用磁力將其捕捉。2024 年前清除實際商用衛星上的殘片該公司還計劃開始研究如果這項技術能夠投入實際使用，預計將大幅降低太空碰撞的風險，並顯著提高太空探索的安全性。
歐洲倡議：清除空間-1
歐洲太空總署 (ESA)、2025 年的 'Clear Space-1' 任務。計劃中，這是一個實際應用碎片清除技術的重大項目。該任務涉及一個配備機械臂的太空船，它將捕捉碎片，並在碎片進入地球大氣層時將其燒掉。ClearSpace-1 將以 2013 年發射的 Vega 火箭末級為目標，進行首次商業碎片清除嘗試(*11)。
這項技術的突破點在於使用機械手臂的精準捕捉技術。這可確保即使是大塊的碎片也能被回收，即使衛星發射在未來變得更加活躍，也能進行碎片管理。
雷射技術的潛力
此外，除了實體捕捉碎片之外、雷射技術目前正在研究利用在這項技術中，利用設置在地面或太空中的高功率雷射輕微撞擊碎片，改變其運行軌道，使其重新進入大氣層燃燒。這不需要與碎片直接接觸，因此適用於清除大量的小碎片。
澳大利亞公司 Electro Optic Systems (EOS) 在 2020 年展示了這項技術，成功地讓碎片安全地重返地球大氣層。雷射技術的進一步發展，可望在未來更有效率地監測與移除太空碎片。
太空事業與地球的未來：國際合作與創新是關鍵
透過國際合作進行規範發展與空間的永續利用。
太空是超越國界的共同資源，國際規範與合作對低地球軌道的永續利用至關重要：2021 年，《國際太空法》進行修訂，並提出清除碎片與安全使用太空的新規則。如果聯合國主導的《國際太空準則》獲得通過，未來所有國家的商業太空活動都將有更統一的規則，使太空探索更安全、更有效率。
摘要：太空事業的未來潛力以及我們在其中扮演的角色
低地球軌道的商業化正在為我們的生活帶來新的變化，同時也加速了經濟增長和技術創新。來自 SpaceX 和 Axiom Space 等公司的挑戰，讓太空旅行和商業太空站更接近現實，但也突顯了太空碎片和國際合作的挑戰。
現在是時候讓我們每個人考慮如何共同努力，實現太空的永續利用。太空事業的未來與我們在地球上的未來直接相關。
