L’economia spaziale: un potente incubatore per l’innovazione

Ormai è indubbio, lo spazio non è più dominio esclusivo dei governi e delle aziende aerospaziali o della difesa. Adesso saranno anche le aziende a cogliere queste opportunità emergenti ottenendo vantaggi non da poco

I passeggeri che si sono imbarcati sui voli commerciali subito dopo la seconda guerra mondiale non sapevano che i viaggi aerei avrebbero cominciato a crescere vertiginosamente nel decennio successivo, né le masse che si sono connesse per la prima volta a Internet negli anni ’90 si rendevano conto che un giorno i computer avrebbero gestito gran parte del loro lavoro, l’intrattenimento e la vita sociale. 
Oggi come allora poche persone capiscono che l’economia spaziale – ampiamente definita come attività in orbita o su altri pianeti a beneficio degli esseri umani – potrebbe presto trasformare il modo in cui vivono e lavorano.

Alcuni accenni ai prossimi cambiamenti sono evidenti, inclusi i frequenti titoli su SpaceX, Blue Origin e altre società private che lanciano i propri razzi e dispiegano costellazioni di satelliti. Queste attività, un tempo principalmente di dominio delle agenzie governative, ora sono possibili anche nel settore privato perché i recenti progressi tecnologici nella produzione, nella propulsione e nel lancio hanno reso molto più facile e meno costoso avventurarsi nello spazio e condurre missioni. 

I costi più bassi infatti hanno aperto la porta a nuove start-up e incoraggiato le aziende aerospaziali affermate a esplorare nuove opportunità che una volta sembravano troppo costose o difficili. I miglioramenti tecnologici hanno anche incuriosito gli investitori, determinando un aumento dei finanziamenti spaziali negli ultimi anni.

Non a caso il potenziale delle applicazioni spaziali innovative è immenso, specie se le aziende aerospaziali affermate formano partnership con aziende che tradizionalmente non si sono mai avventurate in questo settore. 

Come le aziende farmaceutiche che potrebbero stabilire un laboratorio su una stazione spaziale per studiare la crescita cellulare o le aziende di semiconduttori che potrebbero produrre chip in fabbriche extraterrestri per determinare se alcuni aspetti dell’ambiente spaziale, come la mancanza di gravità, migliorano il processo. 

Insomma, se queste possibilità fino a qualche anno fa potevano sembrare roba da fantascienza oggi potrebbero diventare una parte essenziale di un business in più settori in un futuro non troppo lontano.

Ma le aziende potrebbero davvero trarre vantaggio dal loro accesso allo spazio? 
E come possono decidere quali opportunità sono più promettenti
quando la tecnologia è ancora in uno stato embrionale?

Di sicuro le aziende che inizieranno a esplorare queste opportunità potrebbero trarre dei benefici a lungo termine.

Lo spazio infatti è stato a lungo un potente incubatore per l’innovazione, prima da parte dei governi e delle grandi società di telecomunicazioni e ora anche da più società private. 

Dal lancio dello Sputnik 1 nel 1957 ad oggi, l’economia spaziale ha fornito la maggior parte del suo valore attraverso i servizi satellitari, comprese le comunicazioni, la raccolta e l’analisi di dati e immagini. 

I satelliti aiutano le grandi aziende con molteplici attività, tra cui il monitoraggio di territori distanti, l’autorizzazione istantanea delle transazioni con carta di credito e le videoconferenze internazionali. I consumatori utilizzano la tecnologia satellitare ogni volta che un sistema di navigazione online individua la loro posizione o quando effettuano chiamate durante i voli aerei o da località rurali prive di celle per telefoni mobili. E i telespettatori possono ringraziare i satelliti per la trasmissione dei segnali che consentono loro di guardare i loro programmi preferiti trasmessi da altre parti del mondo.

Inoltre, i satelliti aiutano i leader mondiali ad affrontare le difficili sfide sociali, ambientali ed economiche. Per esempio sul cambiamento climatico. Ad oggi sono almeno 160 i satelliti che monitorano costantemente la Terra per valutare gli effetti del riscaldamento globale e rilevare attività, come il disboscamento illegale.

La NASA per più di 20 anni ha utilizzato uno strumento montato sul suo satellite Aqua per monitorare i cambiamenti ambientali, compresi quelli relativi all’acqua dell’oceano, al vapore acqueo, alle nuvole, al ghiaccio marino e terrestre e alle precipitazioni. 

Altri satelliti forniscono informazioni che possono aiutare le agenzie governative a intraprendere azioni urgenti in caso di incendi, erosioni costiere e altre calamità naturali legati al clima.

Non va dimenticata la sicurezza di ciò che mangiamo. I dati satellitari infatti sono sempre più utilizzati per monitorare lo sviluppo delle colture e le potenziali minacce che colpiscono i raccolti, come la siccità o le invasioni di insetti. 

Il progetto SERVIR, una partnership tra la NASA e l’Agenzia statunitense per lo sviluppo internazionale, utilizza i dati dei satelliti per l’imaging della Terra e le tecnologie geospaziali per aiutare i governi ad affrontare molteplici problemi, tra cui la scarsità di cibo.

Infine c’è anche la sicurezza nazionale. I governi, che spesso collaborano con aziende del settore privato, possono utilizzare immagini e dati satellitari per ottenere preziose informazioni, come quelle sul movimento delle truppe o sull’installazione di armamenti.

Secondo la Space Foundation l’economia spaziale è stata valutata a 469 miliardi di dollari nel 2021, in aumento del 9% rispetto al 2020, la crescita più alta registrata dal 2014.

Sebbene l’economia spaziale ora generi la maggior parte del valore abilitando o migliorando le attività sulla Terra, un valore futuro significativo potrebbe derivare da funzioni che si svolgono interamente in orbita, come la manutenzione, la ricerca e lo sviluppo e la produzione. Detto questo, i servizi satellitari disponibili oggi rimarranno importanti e potrebbero essere fondamentali per alcuni casi d’uso emergenti.

I ricercatori e altri appassionati di spazio hanno discusso a lungo del potenziale per l’attività commerciale in orbita, o anche dello sviluppo di città spaziali. Ma ora, con costi inferiori e maggiori capacità tecnologiche, l’economia spaziale potrebbe finalmente trovarsi a un punto critico, in cui le imprese potranno svolgere attività su larga scala nello spazio. Poiché i costi continuano a diminuire, ancora più aziende potrebbero prendere in considerazione iniziative spaziali  e, per la prima volta, potrebbero persino trarre profitto dalle incursioni nello spazio.

I costi per i lanci pesanti in orbita terrestre bassa (LEO) sono scesi da 65.000 dollari per chilogrammo a 1.500 dollari per chilogrammo (nel 2021 ndr). Parliamo di una flessione pari al 95%.

Inoltre la progettazione assistita da computer, la stampa 3D e altre innovazioni hanno contribuito alla riduzione dei costi semplificando il processo di produzione e migliorando le catene di approvvigionamento. Anche l’emergere di nuovi fornitori di lanci commerciali che danno la priorità all’efficienza sta aiutando parecchio.

Ad esempio, gli ingegneri di queste aziende hanno sviluppato componenti riutilizzabili per i veicoli di lancio, che riducono i costi promuovendo la sostenibilità. Il recente aumento della frequenza di lancio, in particolare su SpaceX, sta accelerando il calo dei costi.

Gli attuali sforzi di ricerca e sviluppo potrebbero ridurre ulteriormente i costi. Relativity Space prevede di utilizzare la stampa 3D, l’intelligenza artificiale e la robotica autonoma per costruire una flotta di razzi a basso costo completamente riutilizzabili. Il primo lancio di questi veicoli è previsto per il 2024 a Cape Canaveral, in Florida. Allo stesso modo, SpaceX prevede di condurre un volo di prova orbitale su vasta scala per il suo veicolo di lancio Starship riutilizzabile, il più alto e potente mai costruito, alla fine del 2022.

Le dimensioni e il peso dei satelliti sono diminuiti notevolmente negli ultimi anni a causa di vari progressi, guidati principalmente da società private, come l’uso di pannelli solari più leggeri e batterie più efficienti. Questi cambiamenti, combinati con un maggiore utilizzo di componenti commerciali standardizzati, hanno ridotto i costi dei satelliti e reso il loro lancio e funzionamento fattibile per molte più organizzazioni. 

La maggiore domanda di satelliti sta anche abbassando i costi perché i produttori ottengono economie di scala aumentando il volume di produzione. Questi costi inferiori hanno contribuito a modificare il panorama spaziale. I grandi satelliti governativi, alcuni dei quali costano fino a 1 miliardo di dollari e tendono ad essere dispiegati in orbite lontane dalla Terra, sono ora in inferiorità numerica rispetto ai satelliti commerciali più piccoli in LEO, spesso dispiegati in costellazioni, che possono costare 100.000 dollari o meno.

In contemporanea con la riduzione dei costi per i satelliti, i ricercatori hanno creato nuove tecnologie, come sensori ad alta risoluzione, che stanno potenziando l’acquisizione di immagini, l’elaborazione dei dati e altre funzioni. I satelliti possono ora raccogliere, analizzare e trasferire archivi di dati molto più grandi di quanto potevano fare solo cinque anni fa.

Le agenzie pubbliche, in particolare la NASA e il Dipartimento della difesa e dell’intelligence degli Stati Uniti, hanno tradizionalmente fornito la maggior parte degli investimenti spaziali. Sebbene queste agenzie continueranno a essere una delle principali fonti di finanziamento, la combinazione di costi inferiori e tecnologia più sofisticata sta attirando altri investimenti sia da società di acquisizione per scopi speciali (SPAC) che da investitori privati. E’ questa tendenza che sta guidando l’innovazione.

Nel 2021, i finanziamenti del settore privato nelle società legate allo spazio hanno superato i 10 miliardi di dollari , un massimo storico e un aumento di circa dieci volte nell’ultimo decennio. Nello stesso periodo, la percentuale dei finanziamenti globali per la ricerca e lo sviluppo spaziale provenienti dal governo degli Stati Uniti è diminuita dal 70% a circa il 50%.

Nel frattempo, il numero di start-up legate allo spazio finanziate ogni anno è più che raddoppiato dal 2010 al 2018.
I finanziamenti commerciali potrebbero così superare quelli governativi entro 20 anni. Una tendenza che il governo sta ampiamente sollecitando e che potrebbe portare a partenariati pubblico-privato reciprocamente vantaggiosi.

Sebbene persista molta incertezza, gli analisti sono così ottimisti riguardo allo spazio che alcuni credono che diventerà un’industria da mille miliardi di dollari, grazie ai miglioramenti e allo sviluppo di applicazioni completamente nuove. 

Molti progressi, tra cui ulteriori riduzioni dei costi operativi e di lancio, devono essere compiuti prima che molti ambiziosi progetti spaziali possano diventare realtà, ma i continui miglioramenti tecnologici stanno incoraggiando le aziende ad aumentare ora i loro investimenti nell’economia spaziale. 

I nuovi settori emergenti possono essere suddivisi in due grandi categorie:

le applicazioni spazio per la Terra, che facilitano le attività terrestri, e le applicazioni spazio per lo spazio, che coinvolgono solo attività che si verificano in orbita.

I satelliti infatti diventano ogni anno più sofisticati, consentendo ai ricercatori di migliorare i processi esistenti e sviluppare nuove offerte.

Molte aziende hanno recentemente implementato satelliti più piccoli e meno costosi in LEO— un’orbita ideale per comunicazioni a banda larga e bassa latenza — per fornire una migliore connettività satellitare. 

Starlink di SpaceX ha già lanciato un gruppo di satelliti e ha clienti paganti per la sua rete satellitare a banda larga. Anche OneWeb e Project Kuiper di Amazon prevedono di implementare i loro servizi. Anche l’imaging satellitare, un’altra tecnologia frequentemente utilizzata nelle applicazioni attuali, è migliorata e potrebbe consentire nuove applicazioni fornendo informazioni più dettagliate e accurate.

Ma vediamo alcune delle più importanti applicazioni spaziali per la Terra, come i servizi Internet. Le reti terrestri infatti sono spesso difficili o antieconomiche da installare in aree scarsamente servite o rurali. Oltre ai disagi di base, la mancanza di connettività può interferire con servizi vitali, compresa la fornitura di apprendimento a distanza o consulenze mediche online. Fornendo servizi Internet a queste aree, la connettività satellitare potrebbe aumentare l’equità educativa e le interazioni sociali e migliorare la salute pubblica, soprattutto nei casi in cui la pandemia di COVID-19 limita ancora alcune interazioni di persona.

In agricoltura i sensori remoti basati nello spazio raccolgono una moltitudine di dati, tra cui immagini, informazioni sui modelli meteorologici e misure per le onde elettromagnetiche.

Ad esempio il sondaggio annuale della McKinsey & Company, multinazionale di consulenza strategica, dimostra che il valore dei sensori satellitari per l’agricoltura riguarda le opportunità di miglioramento della resa. Ad esempio, gli agricoltori possono utilizzare le immagini satellitari per identificare le aree che richiedono il reimpianto all’inizio della stagione, piuttosto che condurre un’ispezione manuale che potrebbe richiedere molto tempo e perdere alcune aree del campo.

Inoltre i dati satellitari possono monitorare la vegetazione che potrebbe interferire con le infrastrutture critiche, comprese le linee elettriche. Affrontando i problemi prima che si aggravino, le aziende potrebbero evitare così interruzioni di corrente.

I satelliti possono supportare alcune delle funzioni più importanti delle società minerarie. Una migliore connettività potrebbe migliorare la produttività nei siti remoti aiutando gli esperti della sede centrale a comunicare con il personale locale per risolvere i problemi. I dati satellitari possono anche aiutare le compagnie minerarie a mappare le emissioni, monitorare le spedizioni lungo la catena di approvvigionamento e migliorare gli sforzi di esplorazione identificando le aree ricche di minerali.

Ma non è tutto. Una mappatura più precisa potrebbe consentire a più assicuratori di valutare in modo conveniente rischi e danni in località remote, con una migliore risoluzione e una maggiore frequenza di sequenziamento delle immagini, individuando i problemi in modo più chiaro ed eliminando la necessità di visite di persona. 
I test pilota della mappatura basata sulla radiofrequenza, in grado di rilevare attività di spedizione “nascoste”, potrebbero aiutare i clienti di hedge fund marittimi e di materie prime a monitorare il movimento delle merci all’estero.

Molte delle emergenti applicazioni “spazio per lo spazio” sono ora possibili per la prima volta perché i costi inferiori rendono i lanci frequenti e le missioni a lungo termine più sostenibili dal punto di vista finanziario. Come la ricerca e sviluppo spaziale oggi le imprese, anche quelle al di fuori del settore aerospaziale potranno intraprendere progetti su larga scala con costi inferiori e tecnologie migliori.

Tra le altre applicazioni, le aziende farmaceutiche potrebbero sviluppare colture cellulari per la previsione di modelli di malattie. Mentre queste culture si sviluppano secondo modelli ben noti sulla Terra, il nuovo ambiente nello spazio sposterebbe i modelli di crescita e rivelerebbe nuove intuizioni. Allo stesso modo, le aziende di beni di consumo potrebbero voler sviluppare prodotti nello spazio, dove alti livelli di radiazioni, uno stato quasi vuoto e gravità zero potrebbero migliorare la progettazione e la produzione. Ad esempio, un produttore di prodotti di bellezza potrebbe scoprire nuove informazioni sulla cura della pelle nel duro ambiente spaziale, che accelera l’invecchiamento.

I veicoli di lancio super pesanti, come la Starship di SpaceX, possono rendere più facile per le aziende creare fabbriche o impianti di produzione in orbita. Alcune aziende di semiconduttori stanno già esplorando il potenziale per la creazione di chip in tali strutture, poiché il vuoto naturale nello spazio potrebbe facilitare tecniche innovative di stratificazione sottile riducendo o eliminando i gas durante la produzione.

Forme innovative di esplorazione dello spazio profondo, comprese le missioni con equipaggio su Marte, potrebbero diventare possibili se le tecnologie come la propulsione nucleare continueranno ad avanzare. 

Alcuni leader, tra cui Jeff Bezos di Blue Origin, stanno già ipotizzando che un gran numero di persone possa persino essere in grado di vivere e lavorare nello spazio. I titoli recenti sul turismo spaziale potrebbero essere il primo segno che lo spazio non è più il dominio di pochi astronauti accuratamente selezionati, ma una terra di conquista per tutti.