金雅芊

小行星采礦比月球更可行

月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，地球上最常見(jiàn)的17種元素，在月球上比比皆是。以鐵為例，月球表層的鐵不僅異常豐富，而且便于開(kāi)采和冶煉。據(jù)悉，月球上的鐵主要是氧化鐵，只要把氧和鐵分開(kāi)就行；此外，在月球表層，鋁的含量也十分豐富。月球土壤中還含有豐富的氦-3，利用氘和氦-3進(jìn)行的氦聚變可作為核電站的能源，這種聚變不產(chǎn)生中子，安全無(wú)污染，是容易控制的核聚變，不僅可用于地面核電站，而且特別適合宇宙航行。據(jù)悉，許多航天大國(guó)已將獲取氦-3作為開(kāi)發(fā)月球的重要目標(biāo)之一。

那么月球采礦是否現(xiàn)實(shí)呢？目前，月球采礦的成本是最大的障礙。月球捷運(yùn)公司聲稱(chēng)，它們的首次無(wú)人登月任務(wù)，載重224千克，將花費(fèi)1000萬(wàn)美元，即每千克約44000美元。而Space X開(kāi)出了低到任性的價(jià)格——每千克2200美元，但即使是這種價(jià)格，也因采礦這種工業(yè)操作規(guī)模巨大而受到限制。

在月球采礦還會(huì)面臨許多環(huán)境問(wèn)題，例如，因?yàn)樵虑驂m埃，大型工程機(jī)械在月球上運(yùn)作有很大的阻礙，月球塵埃會(huì)損壞機(jī)器和宇航服，甚至生命支持系統(tǒng)；存在極端溫差，陽(yáng)面可以達(dá)到240℃高溫，而陰面會(huì)低至-230℃，極熱和極冷對(duì)機(jī)械材料和生命支持系統(tǒng)的要求都太高。

月球采礦商業(yè)上不可行，于是，一些專(zhuān)家打起了小行星采礦的主意。小行星上擁有很多有價(jià)值的礦藏，從普通的鐵到稀有的地球化學(xué)元素，再到精致的碳鏈物質(zhì)，而且小行星數(shù)量眾多，因此有價(jià)值的礦藏也非常豐富，這就免得人們?cè)谠虑蛏蠟榱速Y源爭(zhēng)來(lái)?yè)屓ァ?/p>

雖然在太空中沒(méi)有事情是容易的，但在小行星上采礦比在月球采礦更為可行。例如，在行星際太空中，溫度更加穩(wěn)定，磨蝕性沙塵更容易控制，而重力小意味著礦物加工后的星際運(yùn)輸也更方便和省錢(qián)。要邁出小行星開(kāi)礦的第一步，關(guān)鍵要看其上是否有豐富的水，因?yàn)樗粌H是生命的保障，也是重要的能源，可以分離出氫和氧，對(duì)抗太空的低溫環(huán)境，作為火箭燃料。水還可與二氧化碳反應(yīng)，生成過(guò)氧化氫、甲烷、甲醇或其他耐儲(chǔ)存的燃料，能夠在低溫狀態(tài)下執(zhí)行長(zhǎng)期的太空任務(wù)。慶幸的是，水資源豐富的小行星多得很。

小行星礦藏賣(mài)給誰(shuí)？

宇宙礦藏未來(lái)的應(yīng)用并非在地球上，而是地外太空。研究人員認(rèn)為，宇宙礦藏沒(méi)必要長(zhǎng)途跋涉地運(yùn)到地球上，除非發(fā)現(xiàn)了非常稀有甚至從未發(fā)現(xiàn)過(guò)的物質(zhì)，而這種可能性不大。況且，目前的地外交通科技也需要等待巨大的轉(zhuǎn)變，否則將遙遠(yuǎn)的小行星礦物帶回地球也不現(xiàn)實(shí)。我們應(yīng)該把礦藏運(yùn)到地球軌道上，在這里將原礦加工升級(jí)，或直接在這里出售。而宇宙礦藏的第一批買(mǎi)家將是人造通訊衛(wèi)星的擁有者。

目前，人造衛(wèi)星是一種消耗品，它們工作一定時(shí)間后，逐漸老化，而且從既定軌道上偏離，之后，人造衛(wèi)星變成了危險(xiǎn)的太空垃圾，或者在掉入地球大氣層時(shí)被汽化。最典型的例子就是對(duì)地同步軌道上的人造衛(wèi)星，它們被安置在赤道上方的一個(gè)位置，但是它們不會(huì)老老實(shí)實(shí)地呆在那，在月球和太陽(yáng)的重力作用下，它們會(huì)被牽引而離開(kāi)。如果你不能把它們拉回來(lái)，它們就失去了價(jià)值。

因此，人造衛(wèi)星使用方都在問(wèn)：怎樣給人造衛(wèi)星續(xù)航，或者說(shuō)怎樣補(bǔ)充燃料？怎樣增強(qiáng)人造衛(wèi)星的效率，例如能否在人造衛(wèi)星軌道上為它加裝太陽(yáng)能板和天線？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是如何升級(jí)翻新現(xiàn)有人造衛(wèi)星，讓它們保持良好工作狀態(tài)，并且工作盡可能長(zhǎng)的時(shí)間。

太空礦藏正好滿(mǎn)足了人造通訊衛(wèi)星的需要，這一供需關(guān)系可能會(huì)形成礦藏開(kāi)發(fā)、礦藏加工、人造衛(wèi)星改造等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈。

第二個(gè)潛在的客戶(hù)將是美國(guó)發(fā)射聯(lián)盟（ULA），他們?cè)?jīng)致信給深空工業(yè)的共同創(chuàng)始人、澳大利亞礦業(yè)專(zhuān)家馬克·桑特爾，表示他們對(duì)太空開(kāi)采計(jì)劃的興趣，尤其是從小行星上獲得水源的設(shè)想，并開(kāi)出每噸300萬(wàn)美元的價(jià)格，希望從2023年開(kāi)始，在地球低軌道獲得每年100噸的水源補(bǔ)給。原來(lái)ULA是想給他們正考慮建設(shè)的月球物流系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)給，其實(shí)就是一艘太空船，可以從近地軌道與月球之間“擺渡”，往月球拖運(yùn)物資，這艘“擺渡船”將一直在太空中運(yùn)行和保養(yǎng)，水是其中首要的補(bǔ)給資源。

其實(shí)除了ULA需要水源補(bǔ)給，在太空作業(yè)的人類(lèi)設(shè)施哪個(gè)不需要水源補(bǔ)給呢？這都是小行星礦藏開(kāi)發(fā)的潛在客戶(hù)。除水源之外，還有許多其他盈利點(diǎn)，美國(guó)太空制造公司正在地球軌道進(jìn)行光導(dǎo)纖維的制造實(shí)驗(yàn)；美國(guó)Techshot公司正在探索在零重力下3D打印人類(lèi)心臟的可能性。這些公司理論上都會(huì)在地球軌道上建立自己的制造基地。另外，巨大的太陽(yáng)能電池陣列可能會(huì)在太空中出現(xiàn)，作為未來(lái)地球人的基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)微波傳輸向地球輸出能源；巨型望遠(yuǎn)鏡的架設(shè)也可能會(huì)比以往更加深入太空。以上這些基地或設(shè)施無(wú)一不需要各種礦藏和水的補(bǔ)給，可以說(shuō)，小行星礦藏開(kāi)發(fā)，不愁沒(méi)有買(mǎi)家。

火星和月球同時(shí)獲益

在小行星上采礦，方便的不僅是各家商業(yè)公司，火星任務(wù)和月球基地都將獲益。

火星任務(wù)執(zhí)行時(shí)，當(dāng)火星探測(cè)器被送入地球軌道階段，需要700噸的能量推進(jìn)物，如果小行星采礦工業(yè)發(fā)展起來(lái)，能源物資自然可以從小行星礦藏中獲得。

月球目前雖然看起來(lái)被人類(lèi)擱置，沒(méi)有什么登月活動(dòng)，但一旦地外經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)來(lái)，人類(lèi)在月球上建立基地的動(dòng)力就會(huì)被發(fā)掘出來(lái)。一開(kāi)始，原本有害的月球塵埃會(huì)轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)，與月壤一起可以與水混合，制成膠合劑，像水泥一樣成為月球基地各種建筑，如酒店、實(shí)驗(yàn)樓等的建筑材料。最近美國(guó)加州正在研究如何用3D打印技術(shù)將月壤打印成地外建筑。

在小行星開(kāi)礦而不是月球，還有一個(gè)益處，那就是可以保護(hù)我們唯一的月球不遭破壞。也許有人認(rèn)為，月球就是一塊大石頭，上面既沒(méi)有珍稀動(dòng)物，也沒(méi)有珍貴物資，何必為此擔(dān)憂(yōu)？過(guò)去，正是這種“不擔(dān)憂(yōu)”使我們對(duì)地球大肆掠奪，導(dǎo)致今天地球出現(xiàn)了資源和氣候的各種問(wèn)題，月球即使看起來(lái)只是塊石頭，也是太陽(yáng)系的重要遺產(chǎn)，不在月球上開(kāi)采資源，就是不給人類(lèi)重蹈覆轍的機(jī)會(huì)。

利益爭(zhēng)奪戰(zhàn)將在太空上演

在地外天體上開(kāi)發(fā)礦藏，如何保證公正、公平、合理？雖然世界各國(guó)在20世紀(jì)60年代簽署了“太空法”，明確各國(guó)不能將外太空的任何天體占為己有，避免對(duì)天體造成污染等，但一旦太空經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來(lái)，太多細(xì)節(jié)需要重新制定。例如，地球人在太空活動(dòng)中獲利，由誰(shuí)來(lái)獲得稅收？一旦發(fā)現(xiàn)了珍貴的資源，有些國(guó)家或商業(yè)公司為搶奪資源而不顧太空法，大打出手的情況是否會(huì)出現(xiàn)？正如地球上貧富兩極分化一樣，能接觸到地外資源的必定是富人或者富國(guó)，又會(huì)加劇貧富差距，形成富人階層在資源上對(duì)窮人階層新的壟斷。

盡管地外經(jīng)濟(jì)牽涉到各種文化和社會(huì)的爭(zhēng)論，而且未來(lái)的幾十年里，也許地外開(kāi)發(fā)的希望并不是特別大，然而，回望歷史，600年前，歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸，從此許多人一去不復(fù)返地開(kāi)拓，以致美洲呈現(xiàn)出今天的面貌。當(dāng)今人類(lèi)對(duì)小行星、月星和火星的了解，比當(dāng)時(shí)人們對(duì)新大陸的了解多得多，而在人類(lèi)對(duì)地球資源的重度消耗下，地球傳遞出越來(lái)越強(qiáng)烈的資源枯竭的信號(hào)，人類(lèi)勢(shì)必開(kāi)始新一輪的探險(xiǎn)——地外天體的開(kāi)發(fā)之旅。