李賢煥

不同的小行星采礦方案

10月14日，中國(guó)首個(gè)致力于太空資源開采私營(yíng)公司起源太空宣布完成天使輪、天使+輪融資，融資金額共計(jì)5000萬(wàn)元人民幣，投資方分別為經(jīng)緯中國(guó)和線性資本。這也是中國(guó)商業(yè)航天浪潮下，首次有大筆資金流向民營(yíng)太空采礦公司。

起源太空正式成立于2017年，創(chuàng)始人兼CEO蘇萌和公司的首席運(yùn)營(yíng)官喻天弘都是天體物理學(xué)領(lǐng)域的專家，兩人為北大物理系同班同學(xué)。

蘇萌曾在哈佛大學(xué)師從天體物理學(xué)家Martin Elvis，如今他還是香港大學(xué)物理系副教授，在香港大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室。喻天弘則擁有美國(guó)克萊姆森大學(xué)天體物理博士學(xué)位，曾任殼牌石油公司鉆井平臺(tái)安全研發(fā)主管，是小行星、隕石專家和數(shù)據(jù)處理專家。

起源太空公司早期發(fā)展速度非常緩慢。在2018年底的一次采訪中，蘇萌表示當(dāng)時(shí)公司的運(yùn)營(yíng)全靠自己投入，團(tuán)隊(duì)中多名成員都是出于自身的專業(yè)和個(gè)人興趣，以兼職的狀態(tài)參與公司的運(yùn)作，公司也發(fā)不起工資。直到今年7月，蘇萌在出席一場(chǎng)行業(yè)活動(dòng)時(shí)曾透露，當(dāng)時(shí)團(tuán)隊(duì)中有7名全職員工，融資方面則已經(jīng)完成了一輪融資，第2輪融資工作則在進(jìn)行當(dāng)中。

起源太空公司首席運(yùn)營(yíng)官喻天弘

中國(guó)商業(yè)航天起步已有5年時(shí)間，行業(yè)內(nèi)大批公司取得了明顯的發(fā)展，其中多數(shù)公司都圍繞衛(wèi)星應(yīng)用展開，包括衛(wèi)星設(shè)計(jì)、發(fā)射、運(yùn)營(yíng)應(yīng)用等。隨著起源太空宣布獲得早期投資，國(guó)內(nèi)終于出現(xiàn)首批“太空礦工”能夠有機(jī)會(huì)探索他們的太空淘金夢(mèng)。

太空采礦不是一個(gè)全新的概念，如今全球已有超過(guò)20家致力于太空采礦的私營(yíng)航天公司，但到今天為止，這一充滿“錢景”的采礦事業(yè)也還沒(méi)有受到所有業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可：太空采礦真能實(shí)現(xiàn)？是否能在現(xiàn)在就實(shí)現(xiàn)？如何應(yīng)對(duì)漫長(zhǎng)的投入回報(bào)周期？行業(yè)的先行者既然選擇了成為第一個(gè)吃螃蟹的人，亦需要獨(dú)自承擔(dān)這些來(lái)自各界的質(zhì)疑，給出自己的答案。

小行星主帶

太空淘金誘惑

形成淘金熱的根本原因只能是金子，小天體能夠帶來(lái)的潛在經(jīng)濟(jì)收益讓首批“太空礦工”將掘金目標(biāo)放到了地球之外。同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下，若對(duì)小天體有更深入的研究，對(duì)推進(jìn)天文學(xué)界的發(fā)展也有所幫助。

蘇萌與小行星采礦結(jié)緣于哈佛大學(xué)，2007年從北大畢業(yè)后，蘇萌先后在哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)工作近10年，并獲得了天體物理學(xué)博士學(xué)位。他在哈佛大學(xué)時(shí)的導(dǎo)師MartinElvis就是小行星采礦這個(gè)專業(yè)最權(quán)威的幾個(gè)科學(xué)家之一。

剛到哈佛大學(xué)讀研究生的第一個(gè)星期，導(dǎo)師就給了他一個(gè)“小行星采礦”的題目做研究。如今，中國(guó)第一家小行星采礦的公司正是由蘇萌培育了出來(lái)，而Martin Elvis也自然而然地成為了起源太空的顧問(wèn)。

也就是蘇萌進(jìn)入哈佛大學(xué)之后的幾年內(nèi)，小行星采礦領(lǐng)域的代表公司Planetary Resources和Deep SpaceIndustries先后成立，并逐漸吸引到對(duì)新興市場(chǎng)最為敏銳的投資機(jī)構(gòu)的注意。2017年4月初，高盛就發(fā)布了一份98頁(yè)的重磅報(bào)告，著重強(qiáng)調(diào)了未來(lái)20年太空經(jīng)濟(jì)行業(yè)將會(huì)增長(zhǎng)至萬(wàn)億美元的龐大規(guī)模。

以小行星采礦為例，高盛認(rèn)為大多數(shù)人都高估了從事這項(xiàng)活動(dòng)的技術(shù)難度和資金成本。事實(shí)上，日本的“隼鳥號(hào)”（Hayabusa）已經(jīng)于2010年6月13日攜帶“糸川”（Itokawa）小行星的表面樣本返回地球，如今繼任的隼鳥2號(hào)和美國(guó)的OSIRIS-REx探測(cè)器都已經(jīng)達(dá)到各自的目標(biāo)小行星附近。

在項(xiàng)目資金上，雖然這類深空活動(dòng)的花費(fèi)可能會(huì)超過(guò)用作通信、導(dǎo)航、遙感的微小衛(wèi)星和小型運(yùn)載火箭的開發(fā)，但其也并非是一個(gè)難以想象的天文數(shù)字。根據(jù)加州理工學(xué)院的估算，未來(lái)小行星探測(cè)器的成本可能只需數(shù)千萬(wàn)美元，而起源太空公司首席運(yùn)營(yíng)官喻天弘認(rèn)為，“將一顆直徑10米，富含鉑金的小行星帶回地球，估算大概需要50億人民幣。”這個(gè)數(shù)字甚至已經(jīng)超過(guò)了目前國(guó)內(nèi)頭部民營(yíng)火箭企業(yè)的公司估值。當(dāng)然，如果和這顆小行星最終的價(jià)值相對(duì)比，50億元人民幣的投入可以說(shuō)是小巫見大巫了。直徑為10米的富金屬小行星凈重大約是1萬(wàn)噸，鉑金富含豐度約為1/1000～1/100，如果是1/100的話，那就是100噸鉑金，以200元/克計(jì)算，100噸鉑金在今天的價(jià)格達(dá)到了200億元人民幣。

蘇萌介紹稱，鉑族金屬?gòu)V泛應(yīng)用于催化劑和高端電子元件，是航天、航空、汽車產(chǎn)業(yè)及高科技領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵金屬。而地球周圍小行星中有著近似無(wú)限的鉑族金屬資源，比如2017年7月20曰與地球擦肩而過(guò)的小行星2011UW-158，僅其中所含估測(cè)的鉑金含量就達(dá)到5.8萬(wàn)噸，大約價(jià)值1.7萬(wàn)億美元，而地球每年能開采的鉑金大概只在200噸左右。

還有不容忽視的一類資源就是這些星體上可能蘊(yùn)含的珍貴水資源，不久之前，NASA的OSIRIS-REx探測(cè)器僅僅登陸B(tài)ennu小行星一周之后就檢測(cè)到了含水的黏土礦物，如果小行星的中的水資源被大量開發(fā)使用，那么其對(duì)于空間站的運(yùn)營(yíng)、載人深空探索和太空基地的建設(shè)將大有裨益。

“10年時(shí)間把礦帶回來(lái)”

起源太空將漫長(zhǎng)的采礦過(guò)程分為“找礦探礦

占礦采礦返回”五個(gè)階段，目前還處在“找”這個(gè)階段。今年9月，該公司的一個(gè)小型紫外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)搭載在一顆商業(yè)衛(wèi)星上并成功發(fā)射升空，公司表示其主要目標(biāo)是是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小天體與大氣層撞擊事件，研究小天體成分特征，建立自家獨(dú)有的太空資源數(shù)據(jù)庫(kù)。這有助于尋找價(jià)值高、合適開采的小行星。

2018年初，起源太空與香港大學(xué)、南京大學(xué)、北京空間機(jī)電研究所、北京航天馭星科技有限公司聯(lián)合成立了“空間科學(xué)先進(jìn)載荷與應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新研究院”，旨在科學(xué)工程項(xiàng)目研究與推進(jìn)立項(xiàng)、空間科學(xué)目標(biāo)研究、先進(jìn)載荷技術(shù)研究、人才培養(yǎng)等領(lǐng)域開展合作，實(shí)現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新，加速行業(yè)發(fā)展。

此外，起源太空還作為工程總體單位牽頭研制“龍蝦眼x射線軌道探測(cè)器”，針對(duì)新型x射線成像設(shè)備在空間科學(xué)、天文觀測(cè)、航天遙感、深空探測(cè)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。“我們計(jì)劃2020年到2021年發(fā)射航天器去小行星上探測(cè)，也就是落實(shí)‘探這個(gè)步驟，當(dāng)然也有可能是將探、落、采這幾個(gè)步驟結(jié)合在一起同時(shí)推進(jìn)?！庇魈旌胝f(shuō)。

太空采礦的主要目標(biāo)是靠近地球的小天體，這些小天體大部分分布在火星和木星軌道之間，那里有一個(gè)被稱為主帶的小行星帶，主帶上的小行星由于引力的影響，會(huì)時(shí)不時(shí)跑到地球周圍。人類現(xiàn)在大概發(fā)現(xiàn)了兩萬(wàn)多顆小天體，它們不僅含有非常豐富的太空資源，而且比月球、火星的資源要容易開采很多倍，所以這些小天體將會(huì)成為我們走向太空的第一步。蘇萌表示，有些小天體會(huì)周期性的靠近地球，當(dāng)小天體離地球的距離能夠低于0.2AU（即地球到太陽(yáng)距離的1/5，約為3000萬(wàn)公里），在距離上就利于我們對(duì)天體的探測(cè)以及后續(xù)的開采工作。

從采礦的角度，太空采礦最簡(jiǎn)單的方式就是尋找足夠小的小天體（直徑約10米），改變其運(yùn)行軌道，使其進(jìn)入到地月軌道，下一步才是將其帶回地球。蘇萌表示，對(duì)起源太空來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段無(wú)可避免地需要花錢來(lái)證明：我們具備足夠的技術(shù)能力采回小天體，再往后就是慢慢將成本降低的過(guò)程。

“重新定義自然資源”

除了要尋找相對(duì)容易開采的天體，包括距離更近、直徑更小的天體，降低成本的另一個(gè)關(guān)鍵就是依賴航天技術(shù)的提升，現(xiàn)階段一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)難題是：如何實(shí)現(xiàn)足夠的推力讓小天體改變軌道，需要讓微小衛(wèi)星落在天體表面，依靠自身的動(dòng)力對(duì)小天體長(zhǎng)時(shí)間施加推力，緩慢改變軌道。目前較為成熟的方案是依賴太陽(yáng)能，衛(wèi)星通過(guò)電推進(jìn)系統(tǒng)產(chǎn)生推力。蘇萌表示，目前20U立方星（衛(wèi)星體積約為20立方分米）的推力大小能達(dá)到100毫牛左右，但還不足夠。他表示若能將推力提升到1牛，那就足以在理想的時(shí)間內(nèi)改變10米級(jí)小天體的運(yùn)行軌道。

可以肯定的是，在起源太空的項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)遇到不少的問(wèn)題，包括如何解決成本高企、遠(yuǎn)距離空間通信、動(dòng)力裝置和推進(jìn)系統(tǒng)選擇等諸多問(wèn)題。蘇萌表示，起源太空的初步計(jì)劃是：五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)改變小天體軌道，讓其進(jìn)入地月軌道。10年左右的時(shí)間能夠?qū)⒛繕?biāo)小天體帶回來(lái)，同時(shí)采回來(lái)的天體所帶來(lái)的價(jià)值能夠抵消投入的成本。

商機(jī)，還是泡沫？

冷靜地說(shuō)，在人類對(duì)太空探索遠(yuǎn)談不上充足的今天，進(jìn)行太空采礦仍然是一件前無(wú)古人的事情。是否真的要去太空采礦？現(xiàn)有的技術(shù)是否真的能夠支持太空淘金夢(mèng)？這都是行業(yè)內(nèi)普遍存在的質(zhì)疑，也是行業(yè)先行者需要面對(duì)的問(wèn)題。

事實(shí)上，相同的太空淘金夢(mèng)也在民營(yíng)航天最發(fā)達(dá)的美國(guó)出現(xiàn)，但最終這股淘金熱成為泡沫。2012年-2013年，被視為是小行星采礦領(lǐng)域的代表公司Planetary Resources和Deep SpaceIndustries在美國(guó)先后成立，并逐漸吸引到對(duì)新興市場(chǎng)最為敏銳的投資機(jī)構(gòu)的注意。

當(dāng)時(shí)兩家公司創(chuàng)始人都是航天領(lǐng)域的老兵，欲在商業(yè)航天蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)中開拓一片新的市場(chǎng)。其中Planetary Resources有著稱得上華麗的背景，團(tuán)隊(duì)有著深厚的航天領(lǐng)域背景，曾參與到包括火星探測(cè)器在內(nèi)的多個(gè)航天器的研制工作。在2016年，公司已經(jīng)拿下5000萬(wàn)美元融資，眾多明星投資者為其站臺(tái)，比如谷歌創(chuàng)始人拉里·佩奇、前谷歌CEO埃里克·施密特、《阿凡達(dá)》電影導(dǎo)演詹姆斯卡梅倫等。相比之下，Deep Space Industries融資額并不高，僅有350萬(wàn)美元，并手握一些來(lái)自政府的合同。

在過(guò)去數(shù)年時(shí)間里，這兩個(gè)太空采礦領(lǐng)域的先行者，都將早期目標(biāo)鎖定為能在太空中挖掘水，作為原料將其分解成氧氣+氫氣，或是直接加熱成氣態(tài)，為航天器提供動(dòng)力。PlanetaryResources聯(lián)合創(chuàng)始人Eric Anderson曾預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)20年代中期，這個(gè)目標(biāo)就有可能實(shí)現(xiàn)：從靠近地球的小行星上提取冰，并將其作為其他任務(wù)的推進(jìn)劑在太空銷售。

但事實(shí)證明，現(xiàn)實(shí)并沒(méi)有他們描繪的那般順利，被寄予厚望的兩家公司并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)采礦的目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，它們甚至還沒(méi)有找到任何一個(gè)合適的開采目標(biāo)。多年時(shí)間過(guò)去，兩家公司共同描繪出了美好的未來(lái)圖景，并沒(méi)能在技術(shù)上取得太多的進(jìn)步，最終投資者也不愿繼續(xù)加碼。最終這股淘金熱如泡沫般破滅。2018年下半年，有消息傳出Planetary Resources已經(jīng)開始拍賣公司設(shè)備，隨后被一家位于紐約的區(qū)塊鏈軟件公司ConsenSys收購(gòu)。今年年初，DeepSpace Industries被商業(yè)航天公司Bradford space收購(gòu)，采礦事業(yè)就此沒(méi)了音訊。

喬治·華盛頓大學(xué)空間政策研究所所長(zhǎng)Henry Hertzfeld曾為Planetary Resources提供咨詢服務(wù)。對(duì)于公司最后走向被收購(gòu)的結(jié)局，他表示太空采礦事業(yè)是成本高昂且有風(fēng)險(xiǎn)的。他進(jìn)一步指出，這些公司并沒(méi)有創(chuàng)造營(yíng)收，而在這種情況下，市場(chǎng)留給他們時(shí)間是非常有限的。這一說(shuō)法強(qiáng)調(diào)了營(yíng)收的重要性。一家國(guó)內(nèi)衛(wèi)星公司創(chuàng)始人也曾向DeepTech表達(dá)過(guò)類似看法，他認(rèn)為太空采礦所需周期太長(zhǎng)同時(shí)還特別燒錢，因此必須有一個(gè)“能躺著能掙錢的業(yè)務(wù)”才能支持這樣的長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃和雄心壯志。

在這個(gè)問(wèn)題上，蘇萌表示，將小天體采回地球需要10年甚至20年時(shí)間，但公司不能夠等到采回后才出售獲得收入。他強(qiáng)調(diào)，采礦是最終的目標(biāo)，但在“找探

占采回”的過(guò)程中也要找到其他的商業(yè)模式，形成自我造血能力，這也正是起源太空的目標(biāo)之一。（摘自美《深科技》）（編輯/華生）