第五次工業革命：太空技術引發的科技革命和產業變革(精)（簡體書）

1. 這次的工業革命與以往幾次相比，有很大不同，這次是發生在航空航天領域，通過航天技術實現外太空的資源開發與利用。在數字化和新興技術經濟領域頗有聲望的專家茵瑪·馬丁內斯，以多學科的融合視角，系統地展示了未來五十年內太空行業可能發生的劇變。
2.這場席卷世界、關乎你我未來的科技革命和產業變革對人類社會現有生活模式的衝擊力度，將遠超以往歷次工業革命。
3. 由太空技術引領的第五次工業革命，將使人類進入全新的“太空文明”時代
在前面四次革命中，人類消耗了太多自然資源，導致了自然系統的崩潰，人類已經面臨著空前的生存挑戰，第五次工業革命將會是綠色的革命，因此，在這次革命中，生命科技和可持續的行業將占據主導地位。

4. 地球能源日益緊張,人類的家園被資源、環境等問題困擾。
怎麼辦？人們立足地球，放眼長天，開始尋找第二家園。
太空的特殊環境和條件是人類可以利用的重要資源。歷經50多年，太空1.0時代結束，2.0時代已然來臨，其目標不再是遠征探索，而是建立一個永久、穩定的居住點。
未來會怎樣？人類將重返月球、建造太空基礎設施、建設月球基地、開采太空資源、建立納米衛星互聯網、普通百姓進入太空旅行、在太空穩定居住等。
5.馬斯克、貝索斯、劉慈欣、雷軍、舒暢等大咖都聚焦太空
*2021年6月17日，神舟十二號載人航天飛船發射成功，中國人首次進入自己的空間站。
*亞馬遜創始人貝索斯於2021年7月20日上了太空。
*之後，特斯拉CEO埃隆馬斯克將四位平民送入太空，商業“太空遊”時代即將開啟。
衝出地球的搖籃，將人類文明拓展到新的高度和廣度，是人類的必然使命。
6.斯蒂芬·霍金說：我認為人類無法在未來幾千年中持續生存，除非我們散播到太空。
7.著名經濟學家向松祚、星際榮耀總經理彭小波、《國際航空》主編王亞林極力推薦此書。
8.這本書對所有對太空工業感興趣的企業家和普通讀者都極具價值。讀來令人興奮，引人深思！

原版序

本書是茵瑪·馬丁內斯（Inma Martínez）對太空經濟發展的分析。她在創新、金融、投資、產業戰略和電信領域都獲得了廣泛的國際認可，並且已經在更傳統的行業中證實了基礎設施建設對經濟發展和社會進步的深遠影響。
如今，航天部門已經邁過了基礎設施這道門檻，作者將在本書中為我們分析其影響及未來的廣闊前景。她分析了太空工業的發展，並憑直覺預感到這一領域會在未來幾年給商業與工業經濟帶來爆炸式增長，從而開啟她稱為“第五次工業革命”的進程。
2019年是人類首次登月50周年，這在航天領域極富象徵意義。我們可以看到這一行業是如何發展的：它在60年前才開始有資金投入，並且是以開展科學研究和樹立國家形象為主的純機構化領域；隨後轉向了基礎設施建設——電信衛星、對地觀測、導航、國際空間站——仍以地球為基本中心：研究、觀測、管理及改善人類生活質量。這整個階段的特徵是以航天機構和政府實體為主導、依靠公共資金投入，但這一體系正在經歷深刻的變革。被稱為“新太空”（或“新空間”）的這一爆炸式發展階段開始於幾年前。正如茵瑪所精妙比喻的，新太空的旗手是埃隆·馬斯克和杰夫·貝索斯等人物，他們不僅是超級百萬富翁、偉大的實業家和企業家，而且對太空有著前瞻性的眼光和前所未有的認知，並擁有敏銳的商業頭腦。茵瑪斷言這種認知是出於高度的“幼態延續”[1]。的確，太空工業與其他領域不同，它的特殊本質是：讓我們想象其他世界，同時又意識到自身的渺小和保護“地球飛船”的必要性。這是一種巨大的力量。
在我職業生涯的大部分時間裡，太空部門都是由航天機構與政府實體的公共投資所主導的。我們的關注點在於：茵瑪為什麼大膽預測太空行業的下一筆大規模投資將來自私營部門。這些投資不僅用於服務地球的基礎設施——埃隆·馬斯克和杰夫·貝索斯分別開發的“星鏈”和“柯伊伯”，或“一網”[2]等衛星群便是最好的例子——而且將用於地月經濟、太空開采、資源的就地利用、太空制造、太空居住地建設與開發、太空旅遊、太空機器人研發、可重復使用的火箭制造等方面。這一觀點非常反傳統，但同樣合理，而且航天部門確實已經來到歷史發展的關鍵點。企業家精神已經進入了太空工業，並且根據作者的觀點，這一新力量將帶來超出我們想象的進步。
我們正在經歷的是一場真正的太空革命，我敢說這是一個突破性的創新過程，就像亞馬遜網購給貿易部門帶來的變化，或數碼技術出現後的攝影行業一樣。茵瑪指出，有跡象表明，太空工業仍然由少數人管理和驅動，但20年後將不再如此。太空工業將進入我們的集體經驗和生活環境，在幾十年內帶來翻天覆地的變化。這一進程的速度使我們在未來幾年內就可驗證這一預言是否會實現，以及是否如茵瑪所預測的那樣，我們正要迎來由太空經濟推動的第五次工業革命的曙光。如果真是如此，那麼這將是一件非常幸運的事情。因為正如其定義所言，太空工業既充分意識到地球的局限性，又揭示出保護地球的緊迫性。

費爾南多·多夫拉斯（Fernando Doblas）
歐洲空間局前傳播主任、
前創新總幹事、特別顧問

作者序

太空工業作為基礎設施
驅動型產業的發展潛力

基礎設施驅動型經濟為20世紀各國的發展做出了巨大貢獻。其中，交通、能源和社會基礎設施等長期資產極大地促進了工業增長與科技創新。而且，基礎設施一經完善，工業生態系統便能持續發展，推動社會的進步與平等。20世紀90年代中期的基礎設施建設由金融市場提供資金，以每個項目的收益作為回報；而公共部門投資的效果則由其產生的社會效益和經濟效益來衡量。如今，太空經濟打開了一個全新的發展領域，其發展潛力如同20世紀80年代末的電信與運輸行業。在未來的10年裡，寬帶服務會從地下光纖轉為衛星網絡通信，云基礎設施及邊緣計算也將依托太空建設。交通運輸業——它是幾個世紀以來的傳統基建行業，以鐵路、公路和港口建設來促進商業發展——也會在太空中開展，大量投資將被吸引到太空領域的前沿：航天企業與發射設施。太空行業競爭力極強，已經能以更低的成本運送更多的有效載荷，因此更多部門將得以開展太空作業。尤其是在運輸行業中，以太空為終點或起點的運輸將提升整個產業的靈活性、提高企業競爭力，並為近地軌道（或稱“低地軌道”）、月球基礎設施建設和火星居住地建設等企業項目提供更有效的支持。
人類的眼界越開闊，生命體驗就會越豐富。21世紀最富進取心的開創者們打破了生命只能存在於地球的心理障礙，意識到人類的未來在太空之中。他們已經開始制訂驚人的產業策略和最先進的技術方案，以讓我們的太空夢成為現實。杰夫·貝索斯、埃隆·馬斯克[1]等開拓者懷揣幼時的夢想，自21世紀初就開始建立自己的航天公司；當今主要的航天機構都由敢想敢為、目光長遠的思想家所領導，如歐洲空間局（ESA）局長簡·沃納[2]和美國國家航空航天局（NASA）新任局長吉姆·布裡登斯廷；科學家正與抱有商業目的的企業家協力合作；政府正為越來越多的太空計劃投入資金，大學畢業的年輕人對在太空行業中開拓自己的未來充滿熱情——這一切都並非巧合。現在，我們正面臨一個前所未有、恰到好處的成熟時機。今天的太空工業正為商業所推動，它站在了為我們鋪平道路的巨人的肩膀上。過去幾十年由政府資助的太空項目為我們打下了基礎，人類將永遠受益於此。我們前進的第二支柱則是私營部門的商業伙伴，他們為各個航天局提供了有力的支持，為當今的航天設施建設奠定了基礎。作為人類最新的開拓性嘗試，太空也從根本上獲得了外交領域的善意和支持。這打破了過去的模式，我們都將對此心懷感激。為了將來的和平與合作，太空產業掀起了一系列的社會變革，因為前方有著艱巨的任務：保護地球，實現人類的進步與文明的發展。這文明也許是宇宙中唯一的文明，是人類精神的偉大與美的證明。
現在，我們已經進入21世紀的第三個十年。如今進入太空工業的商業公司都以在近地軌道之外建立一個可自給自足的空間經濟為目標。地月空間——離月球更近且受到的地球引力較小的空間——正成為私營部門、傳統太空部門創新計劃以及政府項目相競爭的領
域。政府主導和科學支持的雙重力量在過去60年中推動著太空的探索，在近30年間提供了理想的環境，讓創業公司集聚於此。它們形成了勇於開拓的風格，以全新的方式解決太空問題並改善產業生態，而且更重要的是：它們開創了更經濟的商業模式，將太空的運營成本降低到只為傳統價格的一小部分。
60年來，隨著信息技術的實踐和私營部門工程師與科學家的深空探索，我們充分了解了開展“有經濟效益的”商業航天飛行任務所需的科學環境和科研力量。這催生了新的動力、思路和觀念，更靈活可及的目標和以任務為中心的全新運作方式。這群經驗豐富的人士選擇了太空而非硅谷。從2020年開始，這一產業將隨著機遇的增加和太空工業進入革命性的發展狀態而成倍擴張。任何進入勞動力市場的年輕畢業生，或希望成為這個嶄新未來一分子的科學、技術、工程或數學專業的人才都將受益於私營企業為新員工提供的內部培訓。因為該行業渴望吸納的不僅有最優秀的員工，還有對此機遇最富有熱情和活力的人。這份工作不是簡單地為了讓你付起房租或升職發財。太空工業將成為最大的變革力量，為人類打開通向宇宙的道路。太空產業中的每一個人都堅定信心，目標清晰，因為他們的工作意義重大。每一項任務都承前啟後，每個人都參與其中，並為全人類做出貢獻。當信息技術部門優化了產品的生命周期、基礎設施建設終於完成、代碼已經完善、平臺支持著各項服務、新的領域令人身心振奮時，太空工業便會迎來激烈的創新與變革。私營企業提供的各項服務——這些服務脫離媒體，於後臺運行，對太空任務的成功而言至關重要——有著驚人的覆蓋範圍：從協助完成近地軌道任務、為國際空間站提供物流運輸服務，到網絡防御、環境工程與規劃、健康安全管理、停用及關閉服務、信息技術任務與項目、醫療設備運輸、食品服務和航空航天材料，再到人體工程學中人本設計概念在太空中的具體體現、太空中所收集圖像數據的結構化處理、太空計算應用處理器的集成電路定制，以及軟件、硬件、服務協議和太空任務的系統設計、工程、制造、集成、測試、檢驗一條龍服務。這需要不同的技術，每一個人的才能都會帶來價值。
20世紀70年代中期，第一批電視和廣播衛星發射成功，太空經濟開始發展。在隨後的幾年裡，這些衛星擴展光譜，生成了分辨率更高的圖像。不久之後，通信衛星的出現帶來了數據和語音連接，以及地理定位和導航服務。近地軌道也逐漸被主要用於對地觀測和研究任務的立方體衛星或納米衛星占領。這些衛星體積更小（是邊長為10厘米的立方體單位），價格也很便宜：三個單位約為2.5萬歐元，可以由三方分攤，每方只需支付8000多歐元。因此，大學乃至研究機構都成為民用衛星運營商的服務物件。今天的衛星高度更低、體積更小，部署方式與互聯網協議網絡相似，能形成具有自我修復能力的衛星群，以防其中一顆衛星發生故障。除了在較低的高度上部署更小的衛星，我們還發射了目前近地軌道上最大的物體：人類在太空中的第一個活動中心——國際空間站。它是我們在太空中的第一個休憩場所，是由全球多個國家聯合、在多項太空計劃的合作下運行的。這是一項高度協作的任務，由6名工作人員共同進行一系列新奇的活動（從科學實驗到工程操作），同時要在微重力環境下保持身心健康。
對太空的探索也改變了我們自我認知的方式，這種自省讓人類作為一個社會整體不斷進步，並向著更高程度的文明前進。太空探索正在塑造一個新的文明階段：人類將在這裡建造定居點，在地球之外生活、工作和娛樂。歷史學家對過去文明的敘述基於能證明其存在的物理證據，例如世界各地發現的巨石——其中有一些被納入古建築群中。巨石仍是古代世界的謎團，也是讓人相信公元前某世紀存在過失落文明的唯一依據。當今世界為太空經濟這樣的產業提供了理想的環境，使其得以大展身手、發揮潛力並開創新的發展前景。這不是由個體推動的，而是受到社會結構、地緣政治和全球經濟下行所帶來的諸多變化的影響。這些變革將我們推向人類歷史的共命運時刻：各項太空計劃決定合作並結成聯盟，而非互相競爭。
我們身處太空並從這個全新的物理維度拓展創新的視野。它啟示著我們：我們的發展不僅需要考慮人類的利益，還應關注動物與自然界的福祉。希望在不久的將來，我們能把保護地球上的一切事物變成發達國家切實的憲法規定。因為任何對地球有所了解的國家，特別是那些參與了太空工業變革的國家，都將重視地球的生物多樣性和生態系統的繁榮。如果一個社會想進入呈指數式增長的快速轉型期並調整過去的經濟結構，那就首先要意識到：地球的基本權利應該高於某個國家的具體法律。如果我們渴望進步並了解自身的存在與命運，我們就必須認識到自己生活在一個資源有限的脆弱星球上，並亟須擴展到一個新的、銀河系的高度上。
2019 年6 月3 日於倫敦

Chapter 1
探索者
永遠前進，永遠攀登
探索造物之奇
探索太空
• 站在巨人的肩膀上
• 小國家，大足跡
探索銀河系內外
• 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡
• 尋找生命
• 太空大獎賽
• 太空中的未來

Chapter 2
藍天之外的太空
一切準備就緒
• 火箭工程師
• 現代火箭
• 大展身手
• 超級油輪、超級拖車、超級重型火箭
• 太空氣球
• 太空循環經濟
卡門線以下
• 回看家園
• 哥白尼計劃
• 對地觀測任務
• 監測氣候變化
太空的邊界
• 近地軌道
• 國際空間站
太空政策
• 太空規則
• 太空軍事化

尋找第二家園
• 南極洲：太空演練場
• 月球
• 火星

Chapter 3
太空敞開大門
地月經濟
太空基礎設施
• 電信
• 能源
• 太空采礦
• 太空運輸
太空制造
微重力
• 實驗
• 種植
• 醫藥

太空建築與土地開發
• 月球上的城市
• 太空軌道平臺
太空旅遊
• 民用航天器
• 民用軌道站
自動化與太空機器人
後記
致謝
注釋

永遠前進，永遠攀登

只要是往前走，去什麼地方都無所謂。
——大衛·利文斯通[1]

人類之所以能發展出文明，是因為在內心的指引下，我們知道了還有超出自身認知的事物存在。這督促著我們探索周遭的環境。探索讓我們走出叢林，進入海洋，征服山脈與
高峰。對地球的地理探索讓我們將本土作物帶至他處，讓我們發現黃金和財富，同時推動了制圖學的進步和現代國家的形成與誕生。隨著我們在水平面上的探索，地球向我們展示
了其驚人的豐富性，無數奇妙的事物激勵我們探索未知、探尋事物的因果關係。我們成了科學家、哲學家、數學家，探索每一個物體和每一個生物背後的真相。我們不僅對事物進
行分類，還成為思想者，思考這一切存在的原因和意義。我們最終成為充滿好奇心的人類，而這始於我們對自然秩序的物理反抗：當我們勇於雙腿站立，同重力進行對抗時，我們不僅提升了海拔上的高度，還獲得了全新的大腦。新開發的大腦皮層推動我們前進，讓我們成為今天思考著移民火星的人類。反抗重力讓我們擁有了更強的探索能力，因為我們行動速度更快，而且比動物更強烈的好奇心賦予了我們力量。
在完成了水平面上的探索後，我們不斷增長的好奇心點燃了繼續探索的欲望之火，驅使我們走向肉眼可見的範圍之外。於是我們發現了亞原子粒子，並將目光投向地球的邊界，朝著可以行進的相反方向看去：向上，進入廣闊的宇宙。因此，向外探索並不是某些人的任務，而是每個個體的內在衝動。現在，太空探索引導著我們開始計劃地外生活，但這並不意味著地球不適合生存或不值得保護。恰恰相反，對太空的探索能督促我們更好地守護地球，因為人類在這裡所取得的所有成果都是前進的一步，從而確保人類生命能夠
延展到其他星球上。這不是瘋癲、自大或傲慢之舉，這說明探索之焰仍在我們心中燃燒，我們希望能作為一個文明繼續發展、繁榮。我們將學會抵御月球的輻射和火星的嚴寒，以便有一天為人類找到新家園。如今，太空工業是人類所有努力中最激動人心的一項。商業公司和有遠見的企業家推動著變革，將它從簡單的研發行業變成一場全新的工業革命。他
們堅信將人類文明發展成太陽系文明的可能性，並且明白我們未來的需要無法僅憑一個星球的資源來滿足，而是需要動用銀河系的資源。進入太空是我們與生俱來的權利，而我們
終將努力使其變成現實。
當今世界正被企業家精神與創新精神所吸引。航天企業家的關注點打破了一個看似牢固穩定的行業格局。具體而言，大家都想知道一個人怎樣才能富有創造力、有韌性、有遠見，善於解決問題且個性獨特。這些都是未來社會所需的能力與精神，而它們是存在於少數人身上，還是存在於每個人身上？事實是，每個人都本應擁有這樣的幼態延續，這種強烈的好奇心是基因所賜。不幸的是，我們的教育系統大力發展的是以智商而非情商為基礎的認知模式。這摧殘了孩子們，讓他們去“記憶”而非創造性地思考。航空航天是一門科學，是靠工程技術驅動的產業，卻用高度創新的方法解決了前人遇到的許多問題。今天，這種趨勢更加明顯：不同學科的加入正加速其指數式增長。太空文明已經開始形成，並且具有真正的21世紀風格：對既定事實的顛覆、企業家精神、包容性與多元性。
此外，最關鍵的是人類有著不可思議的好運，出生在了一個充滿生物多樣性的星球上。這激發了人類大腦發育的幼態延續。幼態延續與環境的多樣性發生反應，猶如把曼妥思糖扔進可樂裡一樣[1]：這完美的風暴將人類變成了天生的探索者。當非洲赤道上的人類為了看清遠處的事物而在草地上站立，嘗試物理地擺脫地球重力時[2]，人類的好奇心—這是探索的種子—就開始產生了。他們俯視大草原，發現了什麼可以吃，什麼必須躲。雙腿站立有助於減少在烈日下的暴曬，從而降低卡路裡的消耗，這使他們的覓食效率提高，移
動距離增加。他們學會了奔跑，每次邁步都讓腳稍稍跳離地面。歐洲和非洲地區發現的化石標本表明，這些個體已經發展出情感智力並且講求實際：他們保存體力來狩獵覓食，而
在其他時候則盡量不動。這是食肉動物在野外狩獵的方式，即在饑餓時狩獵，其他時候則睡覺或什麼也不做。食肉動物是節能的。我們的原始獵人所做的另一件事則與達爾文的進化論相矛盾，他們會決定遷徙到自己熟悉的山川河谷之外。
這是一種“正向偏差”[1]。研究其他新近非洲標本的人類學家也承認，這一行為與達爾文的學說相衝突。達爾文認為在進化的“奧運會”中，存活下來的都是“更快、更高、更強”的個體。他們會使自己遠離傷害，並且提高了生存能力和韌性，但這種遷徙行為就像我們今天的太空活動一樣。比起存在了短短不到30萬年的我們[2]而言，直立人存在的時間超過150萬年，成為生態意義上占主導地位的物種，在地球上展示出人類的韌性與膽量。直立人在前往亞洲和大洋洲的途中不僅跨越了海洋和半島，還朝著東部的邊界前進。經過時代變遷後，我們對人類的命名已不再正確：其不僅“直立起來”，還是真正的探索者、一個“探索人”——充滿好奇心與冒險精神。其穿過大草原，走向遙遠的大洲，正如我們現在嘗試在火星或月球定居一樣。有了身體上的自由，其還獲得了精神上的探索自由。
在適應微重力的過程中，人類極有可能進化成“航天員”：在幾千年後適應了另一種重力環境的人種。
我們的祖先站了起來，而我們向地球以外發射了飛船。生命在不斷進步。身體變化與大腦進化之間的聯繫在於：我們的行為會影響大腦的認知區域。大腦裡裝滿了記憶，但長期記憶的生成倚賴知識的行動體現，即將所學付諸實踐的過程。當我們將身體從地球重力中解放出來時，人腦形成了三個不同的區域[1]。這一進化到今天仍顯出其優點，並且表明了人類與計算機設備的區別。我們的才智基於認知過程中獲得的默會知識[2]。當我們全神貫注地去完成任務時，我們不斷將知識付諸實踐，直到能出色完成任務並熟練掌握技能。這時，大腦就將知識轉化成了自然的能力：它不是意識或記憶，也不是思維過程，而是綜合的潛意識行為。如果問加拿大宇航員克裡斯·哈德菲爾德上校花了多少時間來學習在國際空間站操控加拿大臂2號，答案也許是幾千個小時。然後，他還要在太空訓練池中進行數千個小時的水下練習。宇航員在那裡學習太空行走，以便身負宇航服、靴子和器械對國際空間站進行設備維修。國際空間站在軌道上以比子彈更快的速度繞地球飛行。練習不僅是為了力求完美，還使我們意識到自身的潛力，並向著生命的高峰前進：這再次證明了人類的不凡。當身體行動時，我們的第二腦—邊緣系統，即生成記憶並使認知轉變為默會知識、專有技術和高產技能的大腦區域—所習得的知識會在實踐中發生化學反應，將知識整合到潛意識中。
這一化學反應將簡單的思想變成了無限潛能。因此，我們的直覺與情感本能會感知到不可預見的事物並覺察危險。這也讓我們產生好奇心、解決問題的能力、精神動力和永不言棄的恒心。因此，人類進化離不開對重力的反抗。它與大腦的發展息息相關。我們激勵自己從平凡中“起身”，就好像要掙脫地上遺留的不堪往事；當我們卸下肩上的重擔，就像鳳凰從灰燼中涅，就像其他所有隱喻，它們暗示著我們進化上的直立起源，表明了我們永不放棄的態度。這就說明為什麼是我們而非其他哺乳動物最終擁有了如此大的腦容量。我們越提升自己的高度，我們的思維就越有創造力。在反抗重力的過程中，我們的身體擁有了更好的探索能力，我們的精神力也更強，激勵著我們變得更加頑強、無畏，更加勇於創新。