Dr Avi Loeb tycker att regeringen borde sätta sina synpunkter på stora idéer inom rymdutforskning

Den 20 juli, 2019, har exakt 50 år gått sedan människan första gången fotade på månen. För att markera detta årsdag kommer NASA att vara värd för ett antal evenemang och utställningar och människor från hela världen kommer att förenas i firande och minnesdag. Med tanke på att bemannade månmissioner är planerade att äga rum snart snart, fungerar detta jubileum också som en tid att reflektera över lärdomarna från den senaste "Moonshot".

För det första var månlandningen ett resultat av år av regeringsinriktad forskning och utveckling som ledde till vad som utan tvekan är den största prestationen i mänsklig historia. Denna prestation och de lektioner som den lärde underströk i en ny uppsats av två Harvard astrofysiker. I den rekommenderar de att den federala regeringen fortsätter att tillhandahålla aktivt ledarskap inom rymdforskning och utforskning.

Uppsatsen, med titeln "Federal Leadership of Future Moonshots", accepterades nyligen för publicering av Scientific American. Författarna inkluderade professor Abraham Loeb och Anjali Tripathi, Frank B. Baird Jr. professor i vetenskap och Harvard University och en forskningsassistent vid Smithsonian Astrophysical Observatory och en före detta Vita husets medarbetare vid Office of Science and Technology Policy (respektive).

Loeb och Tripathi börjar med att ta itu med hur mycket saker som har förändrats sedan rymdåldern, som började med lanseringen av Sputnik 1 (1957) och toppade med Apollo-uppdragen som skickade astronauter till månen (1969-1973). Denna ålder kännetecknades av nationella rymdbyråer som var låsta i konkurrens med varandra för att begå "först".

Jämför och kontrast till det i dag, där det som en gång var det exklusiva arbetet för universitet och nationella laboratorier är alltmer blir saker av privat industri. Detta, hävdar författarna, beror delvis på det faktum att industrin inte är "besvärad av mellanliggande budgetar och gränser mellan discipliner", medan den allmänna akademiska forskningen har blivit mer konservativ och agendadriven.

Detta representerar en stor avvikelse från rymdloppets dagar då rymdutforskningen styrdes av en storslagen vision och ambitiösa mål. Detta illustrerades av president John F. Kennedy under hans "Moon Speech" vid Rice University 1962. Detta galvaniserande tal och den utmaning som den etablerade kulminerade i Moon Landing bara sju år senare. Men som Loeb och Tripathi antyder etablerade det också ett prejudikat:

”Men en bestående del av Apollo-arvet är utvecklingen av andra tekniker, som biprodukter som åtföljde att lösa en stor utmaning. Dessa innovationer bärs av det outtröttliga arbetet för män och kvinnor i alla sektorer: regering, industri och akademi. Resultatet av regeringsinriktad forskning var övergripande och mer långtgående än det ursprungliga, enkla målet. ”

Dessa fördelar är tydliga när man tittar på NASA Spinoff, som grundades 1973 av NASA Technology Transfer Program till rapportera om hur teknologier som utvecklats för rymduppdrag har blivit gjort tillgänglig för företagssektorn och allmänheten. Som de visar, resulterade Apollo-programmet enbart i otaliga kommersiella applikationer, allt från LED-lampor och luftfiltreringssystem till MRI och mikrovågor.

Dessutom indikerade en studie från 2002 som gjordes av George Washington Universitys rymdpolitiska institut att NASA i genomsnitt returnerar $ 7 till $ 21 till den amerikanska allmänheten genom sitt Technology Transfer Program. Det är en ganska betydande avkastning på investeringarna, särskilt när du tänker på de andra sätten som den har lönat sig på.

Med tanke på framtiden har önskan att sätta upp och uppnå liknande mål redan uttryckts - vare sig det återvänder till månen, skickar besättningsuppdrag till Mars och utforskar bortom. Enligt Loeb och Tripathi har syftet med nationella organisationer som NASA inte och bör inte ändras:

”Då, som nu, spelade regeringen en unik roll för att sätta en visionär plan för transformativ forskning och tillhandahålla nödvändig finansiering och samordning… Eftersom forskningens framtid övervägs, måste liknande visionära mål - med brett engagemang - övervägas. Vad ska vara vår nästa stora vision? Och hur kan vi på liknande sätt involvera hela samhället i detta uppdrag?

I detta syfte talar Loeb och Tripathi för fortsatt användning av saker som incitamentutmaningar och partnerskap mellan myndigheter och allmänheten. Dessa exemplifieras av NASA STMD Centennial Challenges-programmet och Google Lunar X-priset, som möjliggör en bredare gemenskap av tänkare och uppfinnare att engagera sig.

I samtliga fall uppmanas team av studenter och volontärer att föreslå innovativa lösningar på vissa problem, där de vinnande deltagarna tilldelas ett monetärt pris. Utmaningar som värd av NASA inkluderar den 3-D Printed Habitat Challenge, Space Robotics Challenge och Cube Quest Challenge - som fokuserade på olika aspekter av rymdutforskningen i framtiden.

”I en tid då programvara och snabba prototypmöjligheter är allestädes närvarande, är studenter, tillverkare och företagare kan genomföra FoU i många gränser från genredigering till liten satellitinstallation, ”skriver de.

En annan strategi som de rekommenderar är för federala organ - som National Science Foundation (NSF) - att främja "utanför boxen" tänkande. Detta skulle troligtvis innebära att fördela medel till forskare baserat på större teman snarare än efter disciplin. Det kan också innebära att man avsätter finansiering för ”riskfyllda projekt som kan öppna nya horisonter om de lyckas”, snarare än att fokusera på säkra projekt som har stor sannolikhet för framgång.

Utöver att investera i forskning finns det också behovet av att investera i den infrastruktur som möjliggör denna forskning. Det betyder inte bara universitet och nationella vetenskapliga institutioner utan också forskningsinfrastruktur på mellanstorleken. Exempel inkluderar federalt finansierad kärnkraftsforskning, ursprungligen avsedd för kärnvapen, det är används nu för att bekräfta sammanslagningen av neutronstjärnor (alias "kilonova" -händelser).

På liknande sätt finansierades Laser-Interferometry Gravitational-Wave Observatory (LIGO) - som möjliggjorde första upptäckten av gravitationsvågor i - av NSF. Detta har lett till en revolution inom astronomin, några unika förslag (som kommunikation med gravitationsvågor) och upptäckten att en stor del av jordens guld och tunga element kom från en neutronstjärnefusion som ägde rum nära vårt solsystem för miljarder år sedan .

Och naturligtvis finns det också behovet av internationellt samarbete, i form av delade internationella faciliteter och program. Europeiska organisationen för kärnforskning (CERN) tillhandahålls som ett exempel eftersom det är en avancerad forskningsanläggning som härrör från internationellt samarbete. Eftersom USA inte är medlem i CERN och inte har några jämförbara anläggningar, vilket har lämnat det till en jämförande nackdel.

Europeiska rymdorganisationen (ESA) är ett annat bra exempel. Genom att föra de federala rymdorganisationerna i sina medlemsländer - tillsammans med flera privata flyg- och rymdföretag - samman under ett tak kan ESA åstadkomma saker som är ekonomiskt och logistiskt utöver de enskilda medlemsländernas medel.

I framtiden kommer NASA och ESA att samarbeta om viktiga projekt som Laser Interferometer Space Antenna (LISA), ett högrisk, dyrt projekt som säkert kommer att ge enorma vetenskapliga resultat. Eftersom andra möjligheter uppstår för joint ventures av denna typ, rekommenderar Loeb och Tripathi att USA blir involverade, snarare än att riskera "vetenskaplig isolationism".

Kort sagt handlar det och alltid om att få "Moonshots" att hända. Oavsett om det var skapandet av NASA för sextio år sedan, Moon Landing för femtio år sedan, eller nästa stora språng som planerats för framtiden, förblir behovet av statliga investeringar detsamma.