عرصه فضایی و تحول در انقلاب صنعتی چهارم

آزاده کیاپور – در سال 2022، اولین تصاویر از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا منتشر شد که توجه جهان را با مناظر خیره‌کننده هزاران ستاره، سیاره و کهکشان، از جمله دورترین کهکشان‌های کشف شده، به خود جلب کرد.

این اکتشافات، به لطف چندین دهه سرمایه‌گذاری و مشارکت بین ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA)، آژانس فضایی کانادا (CSA) و نیز پیشرفت‌های مستمر علمی، که از تلسکوپ حاصل می‌شود و ستون فقرات این کشف بی‌سابقه را شکل می‌دهد، حاصل شده است. فراتر از تلسکوپ وب، اکتشافاتِ بیشتر در فضا، به سرعت در حال افزایش است و یک الگوی جدید و هیجان انگیز ایجاد می‌کند که بازیگران، روندها، فرصت‌ها و چالش‌های جدید را شامل می‌شود. این اتفاقات، همگی با همگرایی فناوری‌های پیشرفته که بخشی از جریان گسترده انقلاب صنعتی چهارم (4IR) هستند، پشتیبانی می‌شوند.

انقلاب صنعتی چهارم با ادغام فناوری‌هایی که حوزه‌های بیولوژیکی، فیزیکی و فناوری را یکپارچه می‌کند، مشخص می‌شود و  سیستم‌های اقتصادی، سیاسی و اجتماعی را متحول می‌کند. مشابه انقلاب‌های صنعتی قبلی، با وجود اثرات مخرب 4IR، این سیستم‌ها، پتانسیل بهبود کیفیت زندگی جمعیت‌های سراسر جهان، از جمله رشد اقتصادی و تحول ساختاری را دارا هستند. مبارزه با فقر و نابرابری، بازسازی مجدد نیروی کار، مهارت‌ها و تولید، افزایش خدمات مالی و سرمایه‌گذاری، نوسازی کشاورزی و صنایع مرتبط، بهبود مراقبت‌های بهداشتی و سرمایه انسانی از جمله این تحولات است. تغییرات پارادایم در صنعت فضایی به طور خاص، به دلیل پیشرفت در فناوری‌های 4IR، پتانسیل بسیار زیادی برای افزایش رفاه جهانی فراگیر دارد.

• روندهای کلیدی

انقلاب صنعتی چهارم و فضا، رابطه مثبت و تقویت‌کننده نسبت به یکدیگر دارند. از یک‌سو، پیشرفت‌های علمی و همگرایی فناوری‌ها به پیشرفت در اکتشاف فضا منجر می‌شود و از سوی دیگر، توسعه فضا به ایجاد فناوری‌ها و برنامه‌های جدید پیشرفت در حوزه بلاک‌چین، هوش مصنوعی (AI)، پرینت سه‌بعدی، علم مواد، فناوری نانو و بیوتکنولوژی انجامیده است. این امر، منجر به دو روند کلیدی، یعنی کاهش هزینه‌های پرتاب و افزایش قابلیت‌های ماهواره‌های کوچک‌تر شده است. این دو روند، قابلیت‌های جدید ناشی از اکتشاف و منفعت جوامع روی زمین ایجاد کرده است.

پیشرفت در علم مواد و پرینت ‌سه‌بعدی، با تاثیرات گسترده بر صنعت فضایی، به طور قابل توجهی هزینه‌های پرتاب را کاهش داده است. مواد پیشرفته مانند فیبر کربن و کامپوزیت‌های پیشرفته نیز برای موشک‌‌ها استفاده می‌شوند که به طور قابل توجهی، وزن کلی آنها را کاهش می‌دهد و میلیون‌ها دلار در سوخت موردنیاز برای پرتاب صرفه‌جویی می‌کند.

چاپ سه‌بعدی هزینه‌های ساخت فضاپیما را به‌ویژه برای موتورهای موشک، موتورهای اکسیژن و نفت سفید کاهش می‌دهد. اکنون تنها 24 ساعت طول می‌کشد تا این نیازمندی‌ها با استفاده از چاپ سه‌بعدی طراحی شوند. در آینده، شرکت‌ها و دولت‌ها در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه پرینت سه‌بعدی در مدار را گسترش دهند تا از ریزگرانش (جاذبه کم) موجود در فضا، برای چاپ کابل‌های فیبر نوری، ابزارها و مواد ساختمانی به روش‌های جدید و موثرتر استفاده کنند. موشک‌های قابل استفاده مجدد نیز در حال تبدیل شدن به واقعیت هستند و سفرها به مدار پایین زمین را برای افراد و شرکت‌های فعال در صنایع را پایدارتر و در دسترس‌تر می‌سازند.

کاهش هزینه‌های پرتاب، منجر به افزایش محبوبیت ماهواره‌های کوچک می‌شود. به دلیل پیشرفت چاپ سه‌بعدی و علم مواد همراه با بهبود قدرت پردازش، ذخیره‌سازی داده‌ها، فناوری دوربین، بهره‌وری سازه‌های خورشیدی، کوچک‌سازی و نیروی محرکه، ساخت صورت فلکی ماهواره‌های کوچک، در مقایسه با صور فلکی ماهواره‌های کمتر و بزرگ‌تر، به طور قابل توجهی، ارزان‌تر، همراه با تولید سریع‌تر و عیب‌یابی آسان‌تر هستند.  کشورها و شرکت‌ها در هر اندازه از این پیشرفت‌ها استفاده می‌کنند.

ماهواره‌های کوچک، حدود 94 درصد پرتاب‌های فضاپیما را تشکیل می‌دهند. این میزان از سال 2017 تا 2021، از 53 مورد به 1743 مورد افزایش یافته است. شرکت‌های جدید از جمله SpaceX، OneWeb، Telesat Canada، Samsung و Boeing از ماهواره‌های کوچک، برای ساخت صورت‌های فلکی پهنای باند بزرگ استفاده می‌کنند.

افزایش ماهواره‌های کوچک منجر به رشد عظیمی در حسگرها شده است. این امر، موجب ظهور شرکت‌های جدیدی می‌شود که از حسگرهای راه دور در فضا استفاده می‌کنند تا تصاویر و فناوری‌های پرقدرت را روی زمین ثبت کنند. این صورت‌های فلکی ماهواره‌ای، حجم عظیمی از داده را تولید می‌کنند که منجر به رشد عظیم تقاضا برای ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌شود. همچنین شرکت‌هایی که از هوش مصنوعی، به‌ویژه یادگیری ماشینی و یادگیری عمیق استفاده می‌کنند، داده‌ها را هوشمند می‌کنند و این امر، طیف وسیعی از کاربردهای تجاری از جمله نظارت بر عرضه مواد غذایی، ردیابی انتشار گازهای گلخانه‌ای و نظارت بر زنجیره تامین انرژی را تقویت می‌کند.

• بازیگران کلیدی انقلاب صنعتی چهارم

کاهش هزینه‌ها همراه با پذیرش گسترده‌تر فناوری که زیربنای 4IR است، منجر به عصر دسترسی بی‌سابقه‌ برای بازیگران جدید در صنعت فضایی، اعم از بازیگران دولتی و شرکت‌های خصوصی شده است. از سال 2021، صنعت فضایی جهانی، از بیش از 10 هزار شرکت خصوصی فناوری فضایی، 5000 سرمایه‌گذار بزرگ، 130 سازمان دولتی و 20 بخش تجاری تشکیل شده است.

در میان بازیگران دولتی، ایالات متحده، هم در زمینه سرمایه‌گذاری در فضای عمومی (با 54.6 میلیارد دلار در سال 2021 یعنی تقریبا 60 درصد سرمایه‌گذاری جهانی دولت در فضا) و هم در زمینه سرمایه‌گذاری فضای خصوصی از نظر تعداد شرکت‌ها در این صنعت، پیشران جهانی است و تقریبا 10 برابر بریتانیا، شرکت فضایی دارد. علی‌رغم حفظ جایگاه ایالات متحده در سرمایه‌گذاری مالی، تعهد چین به سرمایه‌گذاری فضایی به عنوان محرکی برای رقابت اقتصادی، این کشور را به سرعت به رهبری جهانی در فضا رسانده است. دومین کشور پس از ایالات متحده در سرمایه‌گذاری و نوآوری فضایی، چین است که 10.3 میلیارد دلار در زمینه برنامه‌های فضایی در سال 2021 هزینه کرد و پرتاب ماهواره، برنامه‌ها و تصاویر را افزایش داد و در عین حال، روی تلسکوپی حتی پیشرفته‌تر از هابل سرمایه‌گذاری کرد که 40 درصد از آسمان زمین را تصویربرداری می‌کند.

فراتر از ایالات متحده و چین، فناوری‌های پیشرفته، ورود کشورهای جدید به بازار اکتشافات فضایی را آسان‌تر می‌کند. اکنون 20 کشور در چهار قاره، بیش از 100 میلیون دلار، بودجه فضایی غیرنظامی دارند، در حالی که 70 کشور، از جمله فیلیپین در سال 2019، رواندا و کاستاریکا در سال 2021 و ایران دارای برنامه‌های فضایی فعال هستند. همچنین هند، کره‌جنوبی، اسرائیل و اعضای اتحادیه اروپا به طور فزاینده در حوزه ماموریت‌های فضایی سرمایه‌گذاری می‌کنند، در حالی که پاکستان، لائوس، بلاروس و ونزوئلا، با همکاری چین، نسبت به خرید ماهواره اقدام می‌کنند.

کشورهای آفریقایی نیز در صنعت فضایی خود سرمایه‌گذاری کرده‌اند و اولین ماهواره‌ای را به فضا پرتاب کرده‌اند که به طور کامل در آفریقا توسعه یافته است. در همین حال، امارات متحده عربی به دلیل اینکه اولین کشور در مقیاس خود بود که ماموریت علمی به مریخ را آغاز کرد، مورد تشویق قرار گرفت. با پیوستن آژانس فضایی آمریکای لاتین و کارائیب (ALCE) به آژانس فضایی اروپا (ESA) و سازمان همکاری فضایی آسیا و اقیانوسیه (APSCO)، سازمان‌های منطقه‌ای نیز در حال سرمایه‌گذاری در فضا هستند.

علاوه بر طیف بازیگران دولتی جدید درگیر در سرمایه‌گذاری فضایی، وجود تعداد بسیار زیادی از شرکت‌های فضایی خصوصی و توانایی‌های آنها نشان می‌دهد فضا تا چه حد توسط انواع بازیگران درگیر، اعم از بخش خصوصی و کارآفرینان فردی، بخش عمومی را در کشف فضا و کاربردهای فناوری رهبری می‌کند. فعالیت فضایی تجاری در مرکز «مسابقه فضایی مدرن» قرار دارد و از 110 میلیارد دلار به 357 میلیارد دلار رسیده و از سال 2005 تا 2020، تقریبا سه برابر شده است.

بازیگران اصلی از جمله SpaceX، Blue Origin و Virgin، برای تبدیل شدن به رهبران گردشگری فضایی و ارتباطات، با یکدیگر رقابت می‌کنند. در حالی که این شرکت‌های بزرگ از نظر اندازه و سرمایه‌گذاری پیشرو هستند، پیشرفت‌های فناوری این امکان را برای سایر کشورها فراهم کرده تا به صنعت فضایی تجاری بپیوندند. برای مثال، اگرچه بازیگران سنتی‌تر مانند ایالات متحده، چین و روسیه، بیشترین رشد را در صنعت ماهواره تجاری تجربه کرده‌اند اما اکنون شرکت آرژانتینی Satellogic و شرکت فنلاندی ICEYE، در بین پنج کمپانی فضای تجاری برتر در حوزه شرکت‌های ماهواره‌ای قرار دارند.

• فرصت‌ها

روندهای کلیدی در صنعت فضایی، به دلیل توسعه سریع فناوری، فرصت‌های جدیدی را در حوزه رفاه فراگیر می‌گشاید. کشورها و مناطقی که قبلا از صنعت فضایی کنار گذاشته شده بودند، اکنون این پتانسیل را دارند که از سه فرصت اصلی استفاده کنند:

1. روندهای فناوری فضایی به قابلیت‌های پیشگام از فعالیت‌های فضا به زمین تا فعالیت‌های فضا به فضا منجر می‌شود که می‌تواند به طور مستقیم برای بازیگران بیشتری مفید باشد.
2. از آنجا که بازیگران بیشتری قادر به سرمایه‌گذاری در فضا هستند، پتانسیل مشارکت در دیپلماسی معنادار در صحنه جهانی خواهند داشت. این امر، منجر به سومین فرصت می شود.
3. پتانسیل فضا برای تبدیل شدن به منطقه‌ای که در آن کشورها و مناطق، علیرغم درگیری‌های اقتصادی، ژئوپلیتیکی یا اجتماعی مداوم بر روی زمین، می‌توانند برای پیشبرد اهداف مشترک گردهم آیند.

به دلیل کاهش هزینه‌های پرتاب، نوآوری‌های فناوری مداوم و تجاری‌سازی رو به رشد در صنعت فضایی، فرصت‌هایی، هم در حوزه پایین‌دستی (فعالیت‌هایی که از فناوری در فضا برای خدمات روی زمین یا فعالیت‌های فضا به زمین استفاده می‌کنند) و هم در حوزه بالادستی (فعالیت‌هایی که اشیا را به فضا می‌فرستند یا فعالیت‌های فضا به فضا) ایجاد می‌کنند، زیرا تغییرات در هر دو بخش منجر به اقتصاد فضایی جدیدتر و یکپارچه‌تر می‌شود.

فعالیت‌های فضا به زمین، بیشتر اقتصاد فضایی را تشکیل می‌دهند که با پیشرفت فناوری، مزایای اجتماعی هیجان‌انگیزی دارد. در حال حاضر، کاهش هزینه‌های پرتاب، کاربردهای بالقوه فضا به زمین از جمله زیرساخت‌های پهن باند بهینه، افزایش قابلیت‌های رصد زمین و ماهواره‌های امنیت ملی را گسترش داده است. شرکت‌ها در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه انتقال عملیات به مدار پایین می‌تواند مدل‌های جدید را ایجاد کند. مثلا در صنعت داروسازی، شرکت‌های پزشکی در مدار می‌توانند اندام‌هایی را برای بیماران پیوندی روی زمین رشد دهند و داروهای جدیدی را تولید کنند که سلول‌های سرطانی را هدف قرار می‌دهند.

قابلیت‌های جدید پرتاب حتی می‌تواند استفاده از کارخانه‌های خورشیدی را در مدار یا روی ماه (که  انرژی خورشیدی را به زمین بازتاب می‌دهند)، امکان‌پذیر کند؛ هدفی که مدت‌ها انتظارش را می‌کشیدیم و هزینه‌ها، مانع از آن می‌شد. این پیشرفت‌ها در دسترسی به پهنای باند و منابع انرژی، برای کشورهایی که از انقلاب‌های صنعتی قبلی عقب مانده‌اند، حیاتی است تا بتوانند با سرمایه‌گذاری از فرصت‌های فضا به زمین، مسیر توسعه جدید را ایجاد کنند.

اقتصاد فضا به فضا، که عمدتا تحت سلطه حمل‌ونقل است، از نظر تاریخی به دلیل کمبود تقاضا و هزینه‌های زیاد توسعه نیافته بود. اکنون با شرکت‌های بیشتری که یا به دنبال انتقال فعالیت‌های خود به فضا یا آوردن افراد بیشتری به فضا هستند، تقاضا برای تولید در فضا و محدود کردن زمان و هزینه‌ لازم برای انتقال مواد از زمین، در حال افزایش است. استخراج فضایی فلزات گرانبها و عناصر کمیاب می‌تواند به عنوان راهی برای پاسخگویی به تقاضا برای تولید در فضا تبدیل شود که به مواد خام، فلزات و آب نیاز دارد. هر دو اقتصاد فضا به زمین و فضا به فضا، به رشد خود ادامه خواهند داد، زیرا پیشرفت‌های فناوری جدید با ایجاد فرصت برای کشورهای در حال توسعه، به دست آمده است.

دومین فرصت برای رفاه فراگیر در این واقعیت نهفته است که چون کشورهای بیشتری می‌توانند در حوزه صنعت فضایی در سطوح مختلف مشارکت و سرمایه‌گذاری کنند، این کشورها قدرت دیپلماتیک قوی‌تری در نحوه توسعه و تنظیم اقتصاد فضایی دارند. از سال 2022، تنها 11 کشور، قابلیت پرتاب دارند اما سایر کشورها می‌توانند به روش‌های دیگر در این زمینه مشارکت کنند، مانند پرو و آنگولا که در حال توسعه ماهواره‌های خود هستند.

دیگر «پرده آهنین» قدیمی در فضا وجود ندارد زیرا کشورهای بیشتری می‌توانند ماهواره‌ها را به مدار پرتاب کنند. این خبر خوبی برای کشورهای دیگر است که با پیشرفت اوضاع، حرف بیشتری برای گفتن دارند. صنعت فضای تجاری اکنون برای بازیگران جدید نیز در دسترس است. کشورهای بیشتر و بیشتری در آفریقا، خاورمیانه و آمریکای لاتین به طور فعال در صنایع فضایی بخش خصوصی سرمایه‌گذاری می‌کنند. این امر، بیانگر این است که فضا برای آنها مزایای چندوجهی، هم از نظر اقتصادی و هم از نظر دیپلماتیک دارد. ظهور بخش خصوصی فضایی در سایر کشورها به این معناست که حتی اگر تنش‌ها یا آسیب‌پذیری‌‌هایی در دولت‌ها یا روابط ژئوپلیتیکی وجود داشته باشد، همکاری کلیدی برقرار خواهد بود.

این امر منجر به سومین فرصت بزرگ برای توسعه فراگیر صنعت فضایی می‌شود که بیانگر پتانسیل آن برای ایجاد مجدد مشروعیت در چندجانبه‌گرایی و یافتن زمینه‌های اهداف مشترک، حتی با وجود پیچیدگی فزاینده بین بازیگران است. اهمیت دیپلماسی فضایی با وابستگی کشورها به یکدیگر، به ویژه در زمینه ارتباطات ماهواره‌ای، بیشتر خواهد شد. طیف وسیعی از کاربردهای نوآورانه فناوری‌های فضایی، پتانسیل باورنکردنی برای کمک به جهان در دستیابی به اهداف بین‌المللی دارد. فرصت‌های در حال رشد بسیار به‌ویژه با توجه به نقاط قوت و مزیت‌های مناطق خاص، اعم از منابع طبیعی، سرمایه یا محیط‌های توانمند برای همکاری و نوآوری بین‌المللی در صنعت فضایی وجود دارد که آن را برای انواع جدیدی از مشارکت‌های جهانی آماده می‌کند.

• چالش‌های کلیدی پیش‌رو

در حالی که رقابت به پیشرفت‌هایی با سرعت بی‌سابقه منجر می‌شود، می‌تواند به توسعه و کاربرد فناوری‌هایی با انگیزه‌های متفاوت بینجامد و البته ممکن است در خدمت طیف وسیع ذینفعان و جامعه نباشد. تنش‌های ژئوپلیتیکی، تلاش‌ برای مشارکت‌ در حوزه‌ نگرانی‌های امنیتی را خنثی می‌کند، زیرا قدرت‌های بزرگی مانند ایالات متحده، چین و روسیه، قطبی‌تر می‌شوند. به عنوان مثال، روسیه در واکنش به تنش‌ها بر سر جنگ اوکراین اعلام کرد پس از سال 2024، از ایستگاه فضایی بین‌المللی خارج می‌شود و پایگاه خود را خواهد ساخت. اگر روسیه این مسیر را ادامه دهد، این همکاری با ایالات متحده، احتمالا به روش‌های دیگر تداوم خواهد یافت اما این نوع تصمیم‌ها، زمانی که با تنش‌های ژئوپلیتیکی بر روی زمین تقویت می‌شوند، ثبات عملیات فضایی را به ضرر همه افراد درگیر، به خطر می‌اندازند.

احتمال توافق و هماهنگی جهانی در جنبه‌های مختلف اقتصاد فضایی در حال ظهور کمتر شده است. ساده لوحانه است که فرض کنیم مشکلات اقتصادی، ژئوپلیتیکی و اجتماعی روی زمین در بستر فضا ناپدید می‌شوند. با این حال، اگرچه این درگیری‌ها ادامه دارند و ممکن است پیچیده‌تر شوند اما هنوز فرصت‌هایی برای هماهنگی جهانی وجود دارد، هرچند به طور بالقوه، نیازمند رویکرد متفاوت در پاسخ به این واقعیت است. به عنوان مثال، هنوز حوزه‌های موردعلاقه مشترک در بین شرکای مختلف وجود دارد که فناوری فضایی می‌تواند به آنها کمک کند، مانند توسعه واکسن، ردیابی بلایای طبیعی و ارزیابی کیفیت آب.

برخی کارشناسان پیشنهاد کرده‌اند دیپلماسی پیش‌بینی‌کننده، در زمینه تغییرات آب و هوایی و همه‌گیری، می‌تواند راهی به جلو باشد که بر پیش‌بینی و کاهش بدترین سناریوها تمرکز دارد. این امر می‌تواند به آشکار شدن حوزه‌هایی با احتمال همکاری بیشتر کمک کند. بنابراین تمرکز بر آینده به جای تلاش برای یافتن اجماع گسترده که در نهایت می‌تواند پیشرفت را متوقف کند، استراتژیک‌تر است. این موضوع، به‌ویژه اکنون که کشورهای بیشتری با منافع رقیب درگیر هستند، بیشتر صدق می‌کند.

ظهور شرکت‌های خصوصی در فضا، در عین حال که فرصت‌های بزرگی ارائه می‌دهد، خطرات عمده‌ای را نیز به همراه دارد. در حال حاضر، از آنجا که برخی از اکتشافات فضایی و کاربردهای فناوری فضایی در مراحل اولیه توسعه هستند، برای اولین بار مزایای زیادی وجود دارد. با این حال، این خطر مطرح است که نهادهای خصوصی، انحصارهایی را در حوزه‌های خاصی مانند پهنای باند ایجاد کنند و انگیزه‌های آنها ممکن است با انگیزه‌های دولت یا جامعه همخوانی نداشته باشد. این امر، شرایط همکاری را پیچیده‌تر می کند؛ خصوصا اینکه مرزهای ملی روی زمین در زمینه فضا ممکن است خودسرانه عمل کنند. از آنجا که چارچوب‌های اخلاقی و مقرراتی به توسعه ادامه می‌دهند، بسیار مهم است بخش خصوصی به عنوان صدای اصلی بسیاری از ذینفعان باشد.

• نتیجه‌گیری

اثرات انقلاب صنعتی چهارم (4IR) در سراسر جهان احساس می‌شود، زیرا فناوری‌های پیشرفته، سیستم‌هایی را که امروز در آن کار می‌کنیم به چالش می‌کشند. نفوذ 4IR در فضا، قبلا تحول‌آفرین بوده است، زیرا فناوری‌های نوظهور، هزینه‌های پرتاب و ماهواره را کاهش داده‌اند و فرصت سرمایه‌گذاری در فضا را به روی کشورهای بیشتر و شرکت‌های بیشتر گشوده‌اند. اگر تنش‌های ژئوپلیتیکی، تلاش‌ها برای مشارکت یا هماهنگی را خنثی کند، وجود بازیگران بیشتر در فضا، به معنای خطرات بیشتر است.

با این حال، توسعه فناوری‌ها و اکتشافات فراوان، فرصت‌های بیشتری برای منافع جهانی و اجتماعی ایجاد می‌کند. کشورهای کوچک‌تر می‌توانند از فرصت‌های سرمایه‌گذاری در مسیرهای توسعه و پویایی‌ جدید استفاده کنند، زیرا نقش بیشتری در دیپلماسی و مشارکت‌های جهانی دارند. بار دیگر، این تحولات در صنعت فضایی، ماهیت مخرب انقلاب صنعتی چهارم را به نمایش می‌گذارد، زیرا خطرات پیچیده و البته فرصت‌های بی‌سابقه به همراه دارد. در صورتی که جهان بر چالش‌ها غلبه کند و از فرصت‌های تسریع‌شده به وسیله فناوری‌های فضایی پیشرفته استفاده نماید، رفاه فراگیر و پایدار می‌تواند بیشتر به واقعیت تبدیل شود.

نویسنده