相比于宇宙138億年的漫長(zhǎng)歲月，誕生至今只有百萬(wàn)年的人類只能算是個(gè)很小的“嬰兒”。地球是人類的搖籃，但我們不可能永遠(yuǎn)躺在搖籃里，我們必須要站起來(lái)、走出去走出地球、走出太陽(yáng)系、走出銀河系，去看一看宇宙的繁華！

現(xiàn)在人類文明的卡爾達(dá)肖夫指數(shù)約是0.73，還是個(gè)非?！奥浜蟆钡奈拿?。達(dá)到1，才表示人類文明能充分利用所在星球的全部能源才剛剛觸碰到星際文明的門檻。這個(gè)過(guò)程還需要大約幾百年的時(shí)間。你覺得由0.73提升到1容易嗎？人類目前利用地球能源的比例尚不足1%，考慮到未來(lái)工業(yè)效率提升，生產(chǎn)相同產(chǎn)品的能源消耗減少，可能人類要將地球經(jīng)濟(jì)規(guī)模擴(kuò)大上千倍，才能使卡爾達(dá)肖夫指數(shù)達(dá)到1。

卡爾達(dá)肖夫指數(shù)是根據(jù)一個(gè)文明所能夠利用的能源量級(jí)，來(lái)量度文明層次及技術(shù)先進(jìn)程度的一種假說(shuō)。1964年，蘇聯(lián)天文學(xué)家尼古拉·卡爾達(dá)肖夫首先提出用能量級(jí)把文明分成三個(gè)等級(jí)：I型、II型和III型。I型文明使用故鄉(xiāng)行星的所有可用能量，II型文明使用故鄉(xiāng)行星所圍繞的恒星所有的能量，III型文明使用所處星系的全部能量。

按照目前世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度，經(jīng)濟(jì)總量大約30年能翻一番。要達(dá)成卡爾達(dá)肖夫指數(shù)達(dá)到1的目標(biāo)，大致需要400年。當(dāng)然，這里沒有考慮突然爆發(fā)的科技革命帶來(lái)的提速，以及可能發(fā)生的世界大戰(zhàn)帶來(lái)的生產(chǎn)力毀滅性大倒退。

400年，說(shuō)短不短，畢竟人類文明也只有萬(wàn)年；但說(shuō)長(zhǎng)也不長(zhǎng)，相對(duì)于百萬(wàn)年的人類史，400年不過(guò)短短的一瞬間。就讓我們把目光投向那個(gè)并不遙遠(yuǎn)的未來(lái)，提前仰望一下400年后的燦爛星空吧！

那時(shí)的人類，已經(jīng)大規(guī)模移居在月球和火星，太陽(yáng)系的其他行星、衛(wèi)星及太陽(yáng)系外的星球上，也已經(jīng)出現(xiàn)人類的身影。太空中存在多座太空城，太空城建造技術(shù)日趨成熟，居住在太空的人口達(dá)到數(shù)億的規(guī)模。

龐大的太空人口對(duì)物質(zhì)的需求是巨大的，如果這些物資全部由地球生產(chǎn)，再發(fā)射到太空，那成本肯定是難以承受的。不難想象，絕大部分物資在太空中就地生產(chǎn)。

太空工業(yè)是一片具有巨大潛力的藍(lán)海。太空活動(dòng)所催生的一系列商品，必將為人類的生產(chǎn)和生活帶來(lái)全方位的實(shí)質(zhì)性改變。太空科技的持續(xù)高速發(fā)展，也必將會(huì)帶來(lái)更多的應(yīng)用。在這個(gè)過(guò)程中，太空工業(yè)會(huì)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)生越來(lái)越高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為人們提供越來(lái)越多的工作機(jī)會(huì)。

那時(shí)的人類在太空中都生產(chǎn)什么呢？

如果是在太空城內(nèi)部，由于這里的環(huán)境充分模擬地球，所以地球上能生產(chǎn)什么，太空城里就能生產(chǎn)什么。另外，太空采礦也是一個(gè)前景非常廣闊的行業(yè)。

隨著人類太空探索的腳步，我們終將離地球越來(lái)越遠(yuǎn)，當(dāng)人類的太空基地離地球足夠遠(yuǎn)時(shí)，就需要在太空中就近實(shí)現(xiàn)“家中有礦”。目前被觀測(cè)并記錄到的小行星共有110多萬(wàn)顆，僅僅在火星和木星之間的小行星帶上，就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了50多萬(wàn)顆。小行星的結(jié)構(gòu)和成分有很多種：其中大約75%"的小行星屬于C型（chondrite），也就是碳質(zhì)類小行星，類似于巖土的結(jié)構(gòu)，富含有機(jī)物和水，開采價(jià)值較小；大約17%的小行星屬于S型（stony），也就是巖石類小行星，主要由硅酸鹽和少量鐵鎳合金構(gòu)成，開采價(jià)值也不是太大；大約8%的小行星屬于M型（metallic），也就是富含大量金屬、比重在6.0以上、類似地核的“金屬球”，不言而喻，M型的小行星開采價(jià)值最大。

地球上有的物質(zhì)，太空中全部有；地球上罕有的元素，太空某些天體上未必稀少。比如鈦、銥、氙、氦-"3，它們?cè)诘厍蛏舷∪?，但在太空中含量豐富；再比如稀土，地球已探明儲(chǔ)量為1.3億噸，而月球上的儲(chǔ)量目前估算有225億至450億噸！

在地球上開采困難的，在太空中未必也困難。比如黃金，雖然地球深處的黃金含量非常高，如果把地心、地幔的黃金全部挖出來(lái)，能把陸地全部鋪滿，且厚度能達(dá)到12米，但是黃金在地表淺層非常稀缺，在現(xiàn)有技術(shù)下把全部黃金開采出來(lái)，極不現(xiàn)實(shí)；在大空中，有些行星因?yàn)樽矒舻仍蚨扑椋灰业狡湓鹊膬?nèi)核進(jìn)行開采，就容易多了，而且還都是含量極高的超級(jí)富礦！

有一顆著名的小行星——靈神星（16"Psyche），平均直徑為236千米，質(zhì)量大約為2.72億億噸。它的成分中，大約82.5%為金屬，主要成分有鐵、鎳、金、鉑、銅、銀和一些稀有金屬。如此巨大的超級(jí)富礦小行星，可以說(shuō)是價(jià)值連“球”，估值超過(guò)一千億億美金！如果你對(duì)這么一個(gè)超級(jí)數(shù)字沒什么概念的話，那換句話說(shuō)：從人類誕生那天算起，創(chuàng)造至今的全部財(cái)富都不到它的零頭！

顯而易見，太空采礦是個(gè)前途無(wú)量的行業(yè)。隨著太空資源的不斷開發(fā)，太空工業(yè)也將迎來(lái)巨大的發(fā)展。利用太空中的稀有金屬和礦產(chǎn)資源，可以生產(chǎn)出更高性能的材料和組件，促進(jìn)人類的科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)；同時(shí)，太空資源的開發(fā)還將催生出新的就業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，助力人類文明的可持續(xù)發(fā)展。

太空工業(yè)可不僅局限于太空城內(nèi)和其他星球上。太空的高真空、微重力、超低溫、衛(wèi)生無(wú)菌等環(huán)境特性，可是地球上很多產(chǎn)品夢(mèng)寐以求的生產(chǎn)條件?，F(xiàn)在，我們就來(lái)看看在太空都能生產(chǎn)些什么吧！

1.太陽(yáng)能發(fā)電

太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)該是太空中最早實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的行業(yè)！在太空中，可以把光伏板放在沒有陰影的地方時(shí)刻直面太陽(yáng)，24小時(shí)發(fā)電，沒有陰雨天、霧霾、大氣層的散射、塵埃的阻擋，同樣一塊光伏板的發(fā)電效率比地球上高得多。在地球上鋪光伏板，還怕它侵占陸地面積，在太空中則沒有這個(gè)顧慮。

在太空中太陽(yáng)能發(fā)電的成本遠(yuǎn)低于地球，那么發(fā)出的電怎么傳回地球（或太空城、太空工廠）呢？不用擔(dān)心，能量的微波傳輸已經(jīng)是非常成熟的技術(shù)了。早在1995年，東南大學(xué)的張國(guó)興教授就發(fā)表了《外層空間微波電力傳輸與微波真空器件》的文章。30年來(lái)，相關(guān)的研究論文越來(lái)越多，技術(shù)也越來(lái)越成熟。

除了微波輸電，還可以采用激光輸電。1991年浙江海鹽電器廠的高翔凌發(fā)表于《電氣時(shí)代》的文章，就提及微波輸電和激光輸電。之后，華北電力大學(xué)等多家高校都對(duì)其做了深入研究。

太空電廠可以為地球、太空城和其他星球提供源源不斷的綠色、廉價(jià)電力。

2.合金

在地球上進(jìn)行金屬冶煉，地球重力導(dǎo)致的浮力對(duì)流、沉降及流體靜壓等，都會(huì)對(duì)金屬冶煉過(guò)程產(chǎn)生或大或小的影響，而太空中的重力幾乎可以忽略，所以只有表面張力和擴(kuò)散是生產(chǎn)中需要控制的主要因素。

在太空中冶金可以讓不同密度的金屬均勻地混合在一起，可以輕易制造出不含氣體和雜質(zhì)的特優(yōu)鋼材和各種合金，其強(qiáng)度、塑性和其他性能相較于地球產(chǎn)品都會(huì)有較大的提升。

在地球上冶金必須在熔爐中進(jìn)行但在太空微重力環(huán)境下，金屬熔液是懸浮的，不需要熔爐，只要用電磁線圈（及配套系統(tǒng)）就可以——給電磁線圈通電。會(huì)使被熔煉的金屬因電磁感應(yīng)而產(chǎn)生渦流，溫度逐步升高到熔點(diǎn)以上。不使用熔爐還可以避免可能的爐壁污染，還可以抑制非均勻形核的產(chǎn)生，從而得到純度極高，幾乎沒有缺陷的高品質(zhì)金屬。加熱方式除了上述的磁感應(yīng)方式，還可以用激光加熱或電子束加熱等其他方式。

液相是物質(zhì)呈現(xiàn)液體的狀態(tài)，且在這個(gè)系統(tǒng)里只有液體，沒有固體和氣體。液相過(guò)冷是指液體在低于其正常凝固點(diǎn)的溫度下仍然保持液態(tài)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在純凈液體中無(wú)為明顯，因?yàn)榧儍粢后w缺乏形成結(jié)晶所需的“結(jié)晶核”。當(dāng)液相過(guò)冷至實(shí)際結(jié)晶溫度后，經(jīng)過(guò)一段孕育期，在液相內(nèi)部開始出現(xiàn)許多有序排列的小原子團(tuán)，我們稱之為晶胚。晶胚達(dá)到某一臨界尺寸后，就成為可以穩(wěn)定存在并自發(fā)長(zhǎng)大的晶核，這一過(guò)程稱為形核。在液相結(jié)晶的過(guò)程中，晶核有均勻形核（又稱均質(zhì)形核或自發(fā)形核）和非均勻形核（又稱異質(zhì)形核或非自發(fā)形核）兩種形成方式。

在地球上冶煉合金，重力的存在會(huì)不可避免地導(dǎo)致輕元素上浮、重元素下沉。這種重力引起的不均勻性，有個(gè)學(xué)術(shù)名詞叫重力偏析。

重力偏析對(duì)不同的合金帶來(lái)的影響并不一樣，對(duì)大多數(shù)合金的影響基本可以忽略，但對(duì)有些合金的影響非常嚴(yán)重。比如偏晶合金，由于冷卻過(guò)程中會(huì)有兩個(gè)互不相溶的液相區(qū)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的偏析，這時(shí)它就基本無(wú)法使用。還有比重相差太大的，比如鋁鉛合金，地球上是絕對(duì)造不出來(lái)的。

但如果把冶煉爐放到天空，鋁鉛合金就可以被生產(chǎn)出來(lái)了，人們還可以生產(chǎn)出更多種類、更多組分、更加完美的新型合金。有研究指出，太空中的微重力環(huán)境和高純度真空條件結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)大約十億種新的合金組合。

另外，在真空環(huán)境下冶煉，不會(huì)產(chǎn)生砂眼等缺陷，還更加方便讓熔點(diǎn)和沸點(diǎn)懸殊的不同金屬和非金屬混合成合金，或者制造出輕巧而堅(jiān)固的金屬氣凝膠（也稱發(fā)泡金屬，既保留了金屬的硬度和韌性，又輕得能漂浮在水上）。金屬氣凝膠可以作為太空城的外殼建筑材料，大大減輕了質(zhì)量，節(jié)省了成本。

3.氣凝膠

氣凝膠是用一定的干燥方式使氣體取代凝膠中的液相而形成的一種納米級(jí)多孔固態(tài)材料。它在熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、吸附、催化等方面均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，在航空航天、建筑節(jié)能、化工工業(yè)、電子電工、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

氣凝膠在太空中的一項(xiàng)重要應(yīng)用前景就是收集星塵和抵擋微隕石。太空中有很多星塵和微隕石，雖然它們比沙子還小，但運(yùn)行速度極快，有的可以達(dá)到每秒幾千米。如果它們以如此高的速度撞擊太空城，威力比步槍子彈還大，會(huì)將太空城的外殼擊穿，引起太空城內(nèi)氣體的泄露。日積月累，太空城將會(huì)千瘡百孔，后果不堪設(shè)想。如果在太空城外罩蓋一層厚厚的氣凝膠，可以消減星塵和微隕石的速度，再配合一些其他措施，太空城外殼能得到很好的保護(hù)。

4. 導(dǎo)熱硅膠

導(dǎo)熱硅膠是由甲基硅油、含氫硅油、乙烯基硅油、助劑、導(dǎo)熱填料、催化劑等進(jìn)行化學(xué)和物理反應(yīng)的產(chǎn)物。

在地球上，幾種物料混合、攪拌時(shí)，空氣會(huì)作為微小氣泡趁機(jī)混入，這些氣泡對(duì)產(chǎn)品導(dǎo)熱效果產(chǎn)生了很大的負(fù)面影響。想要排出這些氣泡，難度可大了：生產(chǎn)前，最重要的一步就是真空排氣，即把液態(tài)混合物放入真空箱抽氣。地球上的設(shè)備真空度一般只能達(dá)到大氣壓的十萬(wàn)分之一，極限情況可達(dá)一億分之一。而且，還要特別留意一個(gè)參數(shù)：抽氣速率。抽成真空需要幾小時(shí)甚至更長(zhǎng)的時(shí)間。

而在太空，這些問(wèn)題都能完美解決。真空度在距離地面35800千米的地方，可達(dá)到地面的百億分之一；在月球表面，可達(dá)到地面的千億分之一到十萬(wàn)億分之一；而到了宇宙的空曠區(qū)，這個(gè)數(shù)值更能達(dá)到驚人的十億億分之一。

在地球上，抽真空除了需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，還需要消耗大量的能源。而在太空，近乎零能耗和瞬間就能達(dá)到地球上永遠(yuǎn)達(dá)不到的抽氣效果。在這種超高真空的環(huán)境下生產(chǎn)導(dǎo)熱硅膠，混合、攪拌幾乎沒有氣體分子混入，產(chǎn)品的導(dǎo)熱效果會(huì)更好。

5. 超導(dǎo)材料

超導(dǎo)材料的絕對(duì)零電阻、完全抗磁性以及在磁場(chǎng)下呈現(xiàn)的磁通量量子化等一系列特殊性質(zhì)，使得它們幾乎在所有涉及電和磁的領(lǐng)域都有重要用途。在量子通信、量子計(jì)算和量子精密測(cè)量方面，超導(dǎo)器件更是有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

目前，人類在超導(dǎo)方面做了很多研究，但超導(dǎo)臨界溫度始終無(wú)法達(dá)到常溫，這極大限制了其應(yīng)用。太空中只要有一塊遮陽(yáng)板，就能輕易在陰影下獲得 -270.42℃的超低溫（這是太空中的平均溫度，僅比絕對(duì)零度-273.15℃高一點(diǎn)點(diǎn)）。這個(gè)溫度下，甚至汞都能呈現(xiàn)超導(dǎo)態(tài)！還有很多金屬在低溫下都能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，有些金屬的臨界溫度比汞還高，比如鉭、鉛、鈮。

這些超導(dǎo)材料能用在什么地方呢？那可太多了：可控核聚變、電力傳送、通信、超級(jí)電腦、儲(chǔ)能、電動(dòng)車、軍事……毫不夸張地說(shuō)，這是對(duì)人類文明的一次跨越式提升！

6. 激光加工

太空中沒有氧氣助燃，也沒有氣體分子和灰塵對(duì)激光的散射，因此不用氣體保護(hù)，就可以同時(shí)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行大范圍激光加工——焊接、灼燒、切割等。激光可以用于清理太空垃圾，在通信、能量傳輸方面也大有可為。

7. 電子束加工

太空中，比激光更高效、更多用途的電子束也具備極大優(yōu)勢(shì)。電子束在太空環(huán)境下堪比集超多功能于一身的瑞士軍刀，能切割、能焊接、能加熱、能3D打印……使用便利且能源利用率高，對(duì)太空制造業(yè)大有助益。

8.磁控濺射薄膜

磁控濺射薄膜是對(duì)某種固體表面的物理氣相沉積。磁控濺射薄膜采用多層磁控濺射工藝打造而成，以持久反射隔熱的出色性能而著稱。生產(chǎn)它對(duì)真空度要求極高，在太空中無(wú)需耗費(fèi)大量電力和時(shí)間就可以輕易實(shí)現(xiàn)；且沒有氣體雜質(zhì)的干擾，在太空中可以得到純度更高的磁控濺射薄膜。它有高清晰、高隔熱、高穩(wěn)定、低內(nèi)反光、色澤純正、永不退色、使用壽命長(zhǎng)等眾多特點(diǎn)，在半導(dǎo)體制造、光學(xué)、顯示、傳感、涂層領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。在太空微重力的環(huán)境下，還可以造出地球上無(wú)法生產(chǎn)的某些合金薄膜，比如鋁鉛合金薄膜，使得薄膜的應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展。

9.芯片

我們現(xiàn)在的生活離不開芯片，它出現(xiàn)在幾乎所有的電子產(chǎn)品中。而這些芯片的基礎(chǔ)來(lái)自硅晶體切下的晶圓。晶體越大，切下的晶圓直徑也越大，意味著因邊緣裁切而損失的區(qū)塊相對(duì)于總可用面積的比例越小，從而提升了利用率，降低了生產(chǎn)成本。

現(xiàn)在的晶圓直徑一般是8英寸（1英寸=0.0254米）或12英寸。受地球上不可避免的對(duì)流影響，晶體的純度和均勻度都相對(duì)較差。在太空微重力環(huán)境下，沒有重力和對(duì)流的影響，晶體會(huì)更大、更均勻，人們更容易做出大尺寸的芯片，微重力下還可以懸浮加工、能避免容器、輸送管道等造成的污染，進(jìn)一步提升芯片的品質(zhì)。

光刻膠又稱光致抗蝕劑，是一種對(duì)光敏感的混合液體，在芯片制造中有非常重要的作用。其組成包括光引發(fā)劑（包括光增感劑、光致產(chǎn)酸劑）、光刻膠樹脂、單體、溶劑和其他助劑。

眾所周知，芯片的線路非常細(xì)，以納米計(jì)。因此，光刻膠中的任何微小氣泡都是不能接受的。1納米的微小氣泡混在其中敷在晶圓上，經(jīng)過(guò)光刻、蝕刻后，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)線路缺口。

在地球上，這種微小氣泡無(wú)法避免。即使人們想了很多解決辦法，如在高真空箱中進(jìn)行液體混合，用通過(guò)毛細(xì)管虹吸的方法排出其中的微小氣泡等，也無(wú)法做到完全排出。其實(shí)，光刻膠物料本身的成本并不高，但繁瑣，低效的生產(chǎn)工藝限制了光刻膠的產(chǎn)量，使得芯片的生產(chǎn)成本飆升。在太空超高真空的環(huán)境下，物料混合能完全避免微小氣泡的混入，不僅大幅提升了產(chǎn)品加工的良率，也降低了加工成本。

影響芯片良率的原因還有很多，其中對(duì)品質(zhì)和良率影響較大的工序就是“曝光”——光源通過(guò)照射有特定線路圖形的底片，在產(chǎn)品上初步形成線路。地球上空氣散射、灰塵干擾都會(huì)使線路發(fā)生缺陷。這些在地球上無(wú)法避免的問(wèn)題，在太空中都不復(fù)存在。

10. 電路板

芯片和單面電路板的生產(chǎn)工藝基本相同，只不過(guò)芯片的加工更加精密。太空中加工芯片的優(yōu)勢(shì)，同樣也適用于電路板。電路板的原料——覆銅基板，以及多層電路板的壓合工藝都需要高真空，這是太空生產(chǎn)的明顯優(yōu)勢(shì)。

11. 超笨重、大體積的產(chǎn)品

太空中的微重力使得搬運(yùn)異常輕松。舉個(gè)形象的例子，在陸地上造一艘大船，怎樣把它運(yùn)進(jìn)海里？肯定得想很多辦法，比如在底下鋪滿滾動(dòng)的圓木，或是先在船下挖個(gè)大坑，把水引進(jìn)來(lái)，等它浮起后，再修個(gè)水渠開到海里……太空中幾乎沒有重力，一個(gè)普通人也可以輕松移動(dòng)上萬(wàn)噸重的大船。

所以，在太空制造火箭、衛(wèi)星、飛船、空間站、太空城這些龐然大物，顯然比在地球上制造再送上太空要容易得多，成本低，效率高。

太空中有一個(gè)容易被忽略的優(yōu)勢(shì)：沒有地面的震動(dòng)干擾。由此可以改善零件內(nèi)部受此影響而產(chǎn)生的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，可以加工精度要求極高的零件。

增材制造是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)。在太空中，因?yàn)樵霾闹圃斓倪^(guò)程幾乎不受重力影響，不用擔(dān)心剛加工完的部分因重力發(fā)生形變，可以省去大量的內(nèi)外支架結(jié)構(gòu)，節(jié)約材料成本和時(shí)間，且零件表面品質(zhì)得到改善，適于制造復(fù)雜曲面零件，有利于加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸超大和超重型零件。

值得一提的是，因?yàn)閼?yīng)力情況的改善，部分光學(xué)元件因應(yīng)力產(chǎn)生的旋光現(xiàn)象對(duì)光學(xué)儀器的影響也會(huì)大幅減小，同時(shí)可以增大光強(qiáng)、減小衍射斑。在太空中，人們可以生產(chǎn)出尺寸更大的透鏡、棱鏡、反射鏡等各類高精密光學(xué)零件。

12. 超圓的滾珠、圓管

也許你并不清楚，地球上產(chǎn)品的圓度多少會(huì)受到重力的影響。通常人們不會(huì)在意這些微小的誤差，但有些產(chǎn)品的這個(gè)誤差還是越小越好，比如精密球是高性能軸承、高精度滾珠絲杠、高精度直線導(dǎo)軌等高端機(jī)械基礎(chǔ)部件的關(guān)鍵元件，被廣泛應(yīng)用于航空航天、高速鐵路、精密機(jī)床等領(lǐng)域，它越圓越好。又比如超圓的圓管在厚膜的絲網(wǎng)印刷時(shí)可以更好地控制膜的厚度，圓管越圓，對(duì)厚度公差要求非常高的產(chǎn)品就會(huì)有越多的應(yīng)用場(chǎng)景。例如電阻膜的阻值和厚度非常相關(guān)，太空中就可以制造出誤差極小的電阻膜。

13.超薄的薄膜

利用液體的表面張力，在太空中可以制造厚度極薄、面積極大的薄膜。超薄薄膜在光電、超導(dǎo)、儲(chǔ)能、催化、傳感、醫(yī)療、航天等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。比如2024年5月，美國(guó)斯坦福大學(xué)和荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)聯(lián)合推出一種超薄鏡片，以二硫化鎢為材料，厚度僅0.6納米，想象一下，將它應(yīng)用于可穿戴設(shè)備上，是不是科技感十足？再比如太陽(yáng)帆，美國(guó)伊卡魯斯飛船的太陽(yáng)帆厚度約7.5微米（7500納米）；2024年1月，NASA成功制造出厚度2微米的太陽(yáng)帆。

眾所周知，太陽(yáng)帆厚度越厚，質(zhì)量就越大，太陽(yáng)風(fēng)推動(dòng)起來(lái)就越費(fèi)勁。在太空中，完全可以把太陽(yáng)帆的厚度做到1納米以下——鋁的單原子直徑是0.2863納米，理論上可以把聚酰亞胺這種材料做到0.4納米的厚度，最薄的太陽(yáng)帆就是在0.2863納米的鋁箔上覆上一層0.4納米的聚酰亞胺，一共0.6863納米厚。質(zhì)量大幅度減輕，效果不言而喻了吧？

2019年6月，美國(guó)發(fā)射的光帆2號(hào)衛(wèi)星在完全不使用燃料的情況下，利用32平方米的太陽(yáng)帆，花4天時(shí)間將軌道升高了1.7千米，從而成功實(shí)現(xiàn)了用太陽(yáng)帆進(jìn)行變軌。如果使用更大、更輕的太陽(yáng)帆，這個(gè)上升的速度肯定會(huì)更快。在未來(lái)，節(jié)省燃料的太空“帆船”肯定有更大的應(yīng)用空間。

14. 超長(zhǎng)纖維

以玻璃纖維為例，在地面上不能制成很長(zhǎng)，原因是沒等到液態(tài)的玻璃絲凝固，它就會(huì)被重力拉成小段。在太空制造出超長(zhǎng)的玻璃纖維，會(huì)在復(fù)合材料加工中有廣闊的應(yīng)用前景。

例如2021年麻省理工學(xué)院發(fā)明了一種可充電鋰離子電池，以超長(zhǎng)纖維的方式制成，纖維直徑140微米，長(zhǎng)度無(wú)限。這款電池的可塑性極強(qiáng)，防火防水，而且就算截短，也不影響電池的使用。

15. 光纖

按照NASA的數(shù)據(jù)，在太空生產(chǎn)光纖的損耗只有地球上的十分之一。光纖的價(jià)格非常高，所以即使有不菲的天地之間的運(yùn)輸費(fèi)，在太空生產(chǎn)后再運(yùn)回地球也是劃算的。更何況隨著科技的進(jìn)步，這個(gè)運(yùn)費(fèi)肯定還會(huì)大幅下降，而且在太空制造的光纖也不全都銷往地球，如果是運(yùn)往太空城，運(yùn)費(fèi)就更加低廉了。

16. 超純玻璃、特種玻璃

太空的真空環(huán)境使玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的污染極少，產(chǎn)品會(huì)更純凈。因?yàn)樘罩袔缀醪淮嬖诔两档龋阅茉诓Ａе刑砑痈喾N類的物質(zhì)，生產(chǎn)出功能更多的玻璃。這些各具特性的玻璃將帶來(lái)新一輪材料革命。

17.人體器官3D打印

自體培育的人體器官具有龐大的市場(chǎng)需求。以心功能衰竭為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)心衰患者已高達(dá)1210萬(wàn)，器官移植不僅價(jià)格高昂，且并非每個(gè)器官衰竭者都適合接受器官移植。大部分人直至生命終結(jié)，也等不到救命的器官。

活體組織打印在重力環(huán)境中非常困難，因?yàn)榇蛴∵^(guò)程中很容易發(fā)生坍塌。太空中，人體器官的3D打印技術(shù)一旦成熟，不僅每年可以挽救全世界千萬(wàn)人的生命，還可以大幅提高人類壽命。

18.藥物

在太空中生產(chǎn)藥物已經(jīng)不是未來(lái)的事情了。十年前美國(guó)太空制藥的產(chǎn)值就已經(jīng)超過(guò)300億美金，產(chǎn)品主要有超純蛋白、疫苗、菌株等。

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，要解開生物體的奧秘和研制新藥，首先要有優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)結(jié)晶。在地球上，受重力影響，很難制成又大又純的蛋白質(zhì)晶體；太空中的蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)得更大、更純凈。通過(guò)分析這些晶體，能更好地了解蛋白質(zhì)、酶以及病毒的性質(zhì)，進(jìn)而研發(fā)出針對(duì)性的特效新藥。

由于微重力環(huán)境下基本不會(huì)出現(xiàn)沉淀，油和水可以自然地充分混合，不會(huì)發(fā)生分層。電泳提純也比地面的效率高得多。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，美國(guó)在太空中利用電泳技術(shù)生產(chǎn)血漿蛋白的效率要比地球上的高約700倍。

另外，菌種在微重力條件下會(huì)發(fā)生變異，可以產(chǎn)生在地球上自然條件下數(shù)萬(wàn)年也不一定會(huì)產(chǎn)生的新菌種。我們可以將變異后的樣本進(jìn)行大量培養(yǎng)，用于制藥行業(yè)。

19. 農(nóng)作物種子、菌種

太空育種，也被稱為航天育種或空間誘變育種，是將農(nóng)作物的種子或誘變材料送上太空，利用太空來(lái)使種子或菌株產(chǎn)生變異，再經(jīng)過(guò)篩選進(jìn)而培育出新品種的技術(shù)。

由于億萬(wàn)年來(lái)生物的形態(tài)、生理以及進(jìn)化始終受地球環(huán)境的影響，一旦進(jìn)入太空，它必將產(chǎn)生地球上難以獲得的基因變異。

中國(guó)在1987年就將水稻、辣椒種子送上了天，到2020年已經(jīng)進(jìn)行了30多次太空育種，培育了近千個(gè)新品種。其中主糧品種240多個(gè)，例如耐鹽堿的航麥802、抗倒伏的魯原502、抗寒抗病的阜航麥1號(hào)等，這些小麥新品種都已經(jīng)大面積推廣種植，并上了我們的餐桌。

太空育種產(chǎn)業(yè)前景廣闊，可以為人們提供新品種的糧食、蔬菜、水果、油料、花卉、中草藥以及制藥、釀酒需要的微生物新菌種等。

20. 鈉冷快中子反應(yīng)堆

鈉冷快中子反應(yīng)堆是第四代核反應(yīng)堆的一種典型類型，用液態(tài)鈉作為冷卻劑，由快中子引發(fā)原子裂變，并維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，可以把鈾的利用率由現(xiàn)在的1%提升到60%以上。

鈉是活潑金屬，對(duì)空氣和水汽都超級(jí)敏感，在地球上很難避免它們之間的反應(yīng)，在太空中，這個(gè)問(wèn)題迎刃而解，從而能使鈉冷快中子反應(yīng)堆更好地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。

21.高污染、高毒害、高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品

因?yàn)檫h(yuǎn)離人類生活區(qū)，所以很多高污染、高毒害、高風(fēng)險(xiǎn)的工廠可以搬到太空或者某些小行星上，人類遠(yuǎn)程操控機(jī)器人在那里工作。這不僅避免了它們對(duì)人類的危害，還節(jié)省了廢棄物處理的成本。

太空中能生產(chǎn)的東西遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止以上這些。人類現(xiàn)在還是“嬰兒”，很多技能還沒解鎖，很多好東西還沒開發(fā)出來(lái)?？萍歼M(jìn)步，“嬰兒”逐漸長(zhǎng)大，人類能生產(chǎn)的東西肯定會(huì)越來(lái)越多，幾百年后，很大一部分商品的產(chǎn)地標(biāo)簽都將變成“Made"in Space”。

隨著人工智能的發(fā)展和太空工業(yè)時(shí)代的來(lái)臨，很多原本在地球上生產(chǎn)的產(chǎn)品必然會(huì)轉(zhuǎn)移到太空，還會(huì)出現(xiàn)很多地球上無(wú)法生產(chǎn)的新產(chǎn)品，太空的產(chǎn)業(yè)鏈將比地球的更長(zhǎng)、更完善。

每一次產(chǎn)業(yè)革命，都會(huì)給一些人帶來(lái)失業(yè)的恐懼：印刷術(shù)出現(xiàn)，抄寫員擔(dān)心失業(yè)；汽車出現(xiàn)，馬車夫擔(dān)心失業(yè)；相機(jī)出現(xiàn)，畫家擔(dān)心失業(yè)……但是，科技的進(jìn)步是不可阻擋的，這種擔(dān)心完全沒必要，更高的生產(chǎn)效率，帶來(lái)了更多的產(chǎn)品和更大的發(fā)展機(jī)遇。原先一個(gè)蛋糕需要100個(gè)人做，然后由這100個(gè)人來(lái)分。現(xiàn)在效率提高了，只需要10個(gè)人來(lái)做，就夠100個(gè)人吃，剩下的勞動(dòng)力可以投入新興產(chǎn)業(yè)中。而且，蛋糕一直在變大，人們的物質(zhì)和精神需求也在不斷提升。太空工業(yè)時(shí)代的到來(lái)不可避免，也必然創(chuàng)造出更多新的崗位，我們應(yīng)該未雨綢繆、與時(shí)俱進(jìn)，打好學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，為不遠(yuǎn)的將來(lái)做好充分準(zhǔn)備！

太空工業(yè)，方興未艾；

感恩時(shí)代，既慷且慨；

以夢(mèng)為馬，心潮澎湃；

不負(fù)青春，共筑精彩！

專家點(diǎn)評(píng)

孟新河

從中國(guó)明朝的萬(wàn)戶飛天到蘇聯(lián)成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，再到國(guó)際空間站運(yùn)行和中國(guó)空間站——天宮不斷完善及多國(guó)合作擬建的月球基地……人類對(duì)太空的向往與探索自古至今從沒間斷過(guò)，未來(lái)太空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展前景更是充滿機(jī)遇。

現(xiàn)在，隨著各方面技術(shù)的不斷進(jìn)步，如火箭重復(fù)使用的成本下降、深空探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步、載人航天的日趨安全成熟、AI的廣泛成功應(yīng)用等，使得太空產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異。

首先，太空商業(yè)化的趨勢(shì)日益明顯，越來(lái)越多的國(guó)家和企業(yè)開始積極布局太空產(chǎn)業(yè)，尋求商業(yè)機(jī)會(huì)。例如，建設(shè)商業(yè)空間站，開展太空旅游、太空安葬，部署通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供全球通信服務(wù)等。這些都將為太空工業(yè)帶來(lái)巨大的商業(yè)價(jià)值。

其次，太空資源開采是未來(lái)的一個(gè)重要方向。月球、火星、小行星等天體上的資源開采與加工，在太空環(huán)境下生產(chǎn)和加工特殊材料，以及太空太陽(yáng)能發(fā)電等項(xiàng)目的實(shí)施，將進(jìn)一步推動(dòng)和保障太空工業(yè)的發(fā)展。

另外，從國(guó)際環(huán)境來(lái)看，太空領(lǐng)域的國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)并存。一方面，各國(guó)在太空探索領(lǐng)域展開廣泛的國(guó)際合作，共同推進(jìn)人類太空事業(yè)的發(fā)展；另一方面，太空領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，尤其是在商業(yè)航天市場(chǎng)，各國(guó)企業(yè)紛紛布局在月球建設(shè)生產(chǎn)、生活基地，以期爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額。這種競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)將促進(jìn)太空工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

最后，據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇、麥肯錫公司等機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)，未來(lái)太空產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，到2035年將達(dá)到1.8萬(wàn)億美元。這充分說(shuō)明了太空工業(yè)的巨大潛力和廣闊前景，太空工業(yè)未來(lái)有望成為一個(gè)充滿活力和創(chuàng)新的新興產(chǎn)業(yè)。

閆同學(xué)的這篇文章開篇用蘇聯(lián)天文學(xué)家提出的能源利用率指標(biāo)對(duì)現(xiàn)在地球人類文明進(jìn)行分級(jí)并不全面，比如還可添加具身智能發(fā)展和應(yīng)用率，全世界和平、和諧、合作程度，受教育人群預(yù)期健康生命長(zhǎng)度，等等。

具身智能是一種強(qiáng)調(diào)智能體在物理環(huán)境中的身體與智能相互依賴的理論。該理論認(rèn)為，智能不僅僅是大腦的產(chǎn)物，還和身體與環(huán)境的互動(dòng)相關(guān)；智能行為不僅依賴于信息處理能力，還依賴于智能體的感知和行動(dòng)能力，即通過(guò)感知環(huán)境并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)來(lái)解決問(wèn)題。具身智能在機(jī)器人學(xué)、認(rèn)知科學(xué)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，例如具身智能促使機(jī)器人通過(guò)與物理世界的互動(dòng)來(lái)自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境。

李昕南"邵明輝

閆同學(xué)對(duì)太空工業(yè)的深入思考和想象值得稱贊。他為我們描繪了一個(gè)充滿無(wú)限可能的太空探索與利用新時(shí)代，引領(lǐng)讀者一同遨游于這個(gè)浩瀚的宇宙工業(yè)藍(lán)海中。其中，關(guān)于滾珠軸承和太空制藥，我們想做一些補(bǔ)充說(shuō)明：

制造近乎完美球形的滾珠軸承，是太空微重力環(huán)境的一項(xiàng)重要應(yīng)用。為什么要舍近求遠(yuǎn)，跑到太空去制造滾珠軸承呢？這要從滾珠軸承的重要性說(shuō)起。

作為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的精密零件，滾珠軸承廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備。尤其在大型精密儀器中，它扮演著至關(guān)重要的角色。沒有高品質(zhì)的滾珠軸承，許多精密儀器將無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在一些尖端科技領(lǐng)域，例如航空航天、精密機(jī)床等，對(duì)滾珠軸承的精度要求極其苛刻，遠(yuǎn)非普通自行車軸承中的滾珠可比。這種高精度滾珠軸承的制造難度極高，傳統(tǒng)的地面生產(chǎn)工藝難以滿足其嚴(yán)苛的要求。

人類利用失重原理制造球體的歷史悠久。古人就曾嘗試從高塔之上，通過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾熔融金屬液滴，利用金屬液滴在下落過(guò)程中的短暫失重狀態(tài)，使其冷卻成型，從而制造出近似理想球體的金屬球。但這僅僅是一種粗糙的嘗試，遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的需求。

現(xiàn)代工業(yè)對(duì)滾珠軸承的需求量巨大。在地面環(huán)境下生產(chǎn)滾珠通常需要經(jīng)過(guò)鍛造、軋制、沖壓、切削和研磨等多道復(fù)雜工序。這些工序不僅繁瑣，而且難以完全消除重力對(duì)熔融金屬的影響，導(dǎo)致滾珠難以達(dá)到理想的真圓度，進(jìn)而影響軸承的性能和使用壽命。

與地面環(huán)境截然不同的是，太空微重力環(huán)境為滾珠制造帶來(lái)了革命性的變革。在微重力條件下，熔融金屬的表面張力成為主導(dǎo)力量，它能克服地面上常見的自重變形，使熔融金屬自動(dòng)收縮成完美的球形，無(wú)須復(fù)雜的機(jī)械加工，就能獲得高精度的滾珠。

更進(jìn)一步地，如果需要制造空心滾珠，則可以在加壓狀態(tài)下向自由飄浮的熔融液滴中注入氣體，就像吹肥皂泡一樣將其吹脹。液體冷卻凝固后，便能自然形成空心球體。實(shí)驗(yàn)證明，空心滾珠比實(shí)心滾珠更加堅(jiān)固耐用，采用空心滾珠的軸承，其使用壽命比采用實(shí)心滾珠的軸承延長(zhǎng)4至7倍。

此外，還可以在空心滾珠表面再澆鑄多層同種或不同種金屬熔體。新澆鑄的熔體能夠均勻地覆蓋在整個(gè)球體表面，從而獲得無(wú)縫多層空心滾珠。這種滾珠集理想球形、空心結(jié)構(gòu)、多層材料等優(yōu)點(diǎn)于一身，是軸承制造領(lǐng)域不可多得的優(yōu)質(zhì)材料，有望大幅提升軸承的性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

在地球上生產(chǎn)藥物，盡管采取了各種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念A(yù)防措施，但仍難以完全避免微生物、有害氣體以及塵埃等污染物的侵?jǐn)_。浩瀚太空擁有地球難以企及的優(yōu)勢(shì)——近乎真空、無(wú)菌且極其潔凈的環(huán)境。在這樣的環(huán)境中制造藥品，可以有效規(guī)避污染，從而提升藥效和純度。太空制藥最大的價(jià)值就在于實(shí)現(xiàn)藥物的高度提純。

目前，制備高純度特效藥通常采用電泳法。電泳法的原理是利用不同生物物質(zhì)在溶液中攜帶不同電荷的特性，在帶電極板間的槽中施加電場(chǎng)，使含有生物物質(zhì)的溶液流過(guò)。由于電荷差異，各種生物物質(zhì)會(huì)以不同的速度和路徑移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)分離，例如細(xì)胞、血球、酶或干擾素等生物活性成分都可以通過(guò)電泳法進(jìn)行分離提純。

在地球上，重力作用導(dǎo)致液體內(nèi)部各部分溫度不均，形成溫度梯度和對(duì)流現(xiàn)象。較熱的液體上升，較冷的液體下沉，這種對(duì)流會(huì)擾亂生物物質(zhì)的正常遷移路徑，極大地降低藥物提純的效率。因此，在地面上很難利用電泳法獲得理想純度的藥物。雖然真空技術(shù)在地面上也能用于制備少量高純度藥物，但其生產(chǎn)效率極低，往往數(shù)十千克原材料才能提取出1克目標(biāo)物質(zhì)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本極其昂貴，普通患者難以承受。更重要的是，即使付出如此高昂的代價(jià)，地面制備的高純度藥物質(zhì)量也難以穩(wěn)定，藥效難以得到充分保障。

太空環(huán)境為電泳提純技術(shù)提供了得天獨(dú)厚的條件。在微重力環(huán)境下，重力引起的液體對(duì)流幾乎消失，溫度梯度大幅降低，電泳過(guò)程不再受到干擾。科學(xué)家們可以在太空中近乎完美地運(yùn)用電泳法，高效、精準(zhǔn)地分離生物物質(zhì)中的各種有效成分。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，與在地球上相比，在太空提純同一種藥物，其純度可提高3倍，提純速度更可提升400～800倍！這意味著，太空一個(gè)月的藥物產(chǎn)量，可能相當(dāng)于地球上30～60年產(chǎn)量的總和，其生產(chǎn)效率令人嘆為觀止。

太空制藥有望突破地面制藥的瓶頸，制造出許多目前在地球上無(wú)法生產(chǎn)的特效藥物。它不僅能大幅提升藥物產(chǎn)量，更能顯著提高藥物質(zhì)量，是太空科技發(fā)展中最具潛力的產(chǎn)業(yè)之一。一旦太空制藥實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)，必將為人類健康帶來(lái)意想不到的益處，甚至可能幫助人類徹底擺脫某些頑疾的困擾，真正實(shí)現(xiàn)“仙藥天上來(lái)”的夢(mèng)想！

梅慶宇

總的來(lái)看，閆同學(xué)將太空中微重力、高真空、強(qiáng)輻射、極低溫等物理特性作為太空工業(yè)的優(yōu)勢(shì)，以期改善當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品。但是太空生產(chǎn)還是有一些太空環(huán)境的不利因素需要考慮的。比如關(guān)于太空芯片生產(chǎn)，微重力、高真空有利于芯片的光刻，但是太空中存在的宇宙射線等高輻射環(huán)境對(duì)芯片內(nèi)部的集成電路有很強(qiáng)的干擾甚至破壞作用。

在太空環(huán)境中，存在著大量的高能粒子和宇宙射線。地球表面存在濃密大氣層和磁場(chǎng)層，人們無(wú)法感受到這些射線和粒子的破壞性。但是當(dāng)這些粒子和射線穿透航天器，與元器件的材料相互作用，產(chǎn)生輻射效應(yīng)，就會(huì)引起電子器件性能異?；驌p毀。因此，在太空生產(chǎn)芯片必須考慮到這個(gè)因素，做好芯片的防輻射保護(hù)。

閆同學(xué)還提到超笨重、大體積的產(chǎn)品可以在太空中生產(chǎn)。太空中雖然是微重力環(huán)境，但在運(yùn)輸大質(zhì)量工業(yè)產(chǎn)品時(shí)仍需要考慮到大質(zhì)量物體的慣性，需要在設(shè)計(jì)生產(chǎn)線時(shí)做好產(chǎn)品的運(yùn)輸設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的傳送帶運(yùn)輸因?yàn)槲⒅亓Νh(huán)境而效果不佳，需要考慮設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)線類型，比如可以使用磁懸浮傳輸、使用旋轉(zhuǎn)裝置形成向心力等。

曾翔龍

閆同學(xué)針對(duì)太空工業(yè)中材料工業(yè)、制造工藝、農(nóng)業(yè)、制藥、能源等方面的革命進(jìn)行了敘述。在他的描述中，太空環(huán)境以其微重力、真空、光污染、無(wú)振動(dòng)的環(huán)境展現(xiàn)出比地球環(huán)境大得多的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)太空工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中前景極大。然而，從現(xiàn)有人類發(fā)展水平的角度進(jìn)行觀察，也需要考慮以下問(wèn)題：

1.新興技術(shù)的適配性矛盾

太空極端環(huán)境對(duì)材料、能源等技術(shù)提出更高要求。例如，核能與太陽(yáng)能供電系統(tǒng)難以滿足大規(guī)模太空工業(yè)的能耗需求，使得大型裝備制造、芯片制造、冶金等工業(yè)場(chǎng)景難以大規(guī)模發(fā)展。而通用的模塊化設(shè)計(jì)在熱真空環(huán)境下的密封材料老化問(wèn)題也頻發(fā)，使得大規(guī)模的太空工業(yè)基建存在一定的難度。

2.經(jīng)濟(jì)性與安全性的博弈

一方面，全球太空產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模雖在2023年突破5000億美元，但發(fā)射能力與工業(yè)基地建設(shè)需求不匹配。例如，建立月球采礦基地需千噸級(jí)設(shè)備運(yùn)輸，而當(dāng)前火箭有效載荷僅幾十噸，且低軌運(yùn)輸成本高昂，美國(guó)的《太空工業(yè)基礎(chǔ)現(xiàn)狀報(bào)告》指出，需建立“可靠供應(yīng)鏈”，但私營(yíng)部門投資能力面臨枯竭風(fēng)險(xiǎn)。

另一方面，商業(yè)航天為降低成本采取激進(jìn)策略，如"SpaceX 復(fù)用飛船單次發(fā)射成本降低65%，但透支工程余量（設(shè)計(jì)余量從150%降至110%），使理論故障概率提升4個(gè)數(shù)量級(jí)。國(guó)際空間站的商業(yè)飛船運(yùn)營(yíng)成本占比從"2019年31%升至2023年58%，但安全保障能力同步弱化。

這些矛盾使得在太空建設(shè)銷冷快中子反應(yīng)堆等有高可靠性需求的設(shè)施面臨著極高的經(jīng)濟(jì)代價(jià)和設(shè)計(jì)成本，畢竟發(fā)生太空核泄漏將是整個(gè)人類的不可承受之重。

3. 國(guó)際法規(guī)體系不完善

大規(guī)模太空工業(yè)的開展勢(shì)必要引起各國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)，也必然會(huì)引起沖突，由此帶來(lái)的國(guó)際問(wèn)題會(huì)層出不窮。現(xiàn)階段，美國(guó)主導(dǎo)的太空態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)（如"TRACSS）雖推動(dòng)數(shù)據(jù)共享，但各國(guó)在資源開發(fā)、軌道分配等領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)加劇。例如，俄羅斯因俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)與國(guó)際空間站合作受阻，而印度通過(guò)“月船3號(hào)”登陸月球南極加劇月球資源爭(zhēng)奪。小行星采礦、月球水資源利用等計(jì)劃缺乏國(guó)際分配機(jī)制，可能引發(fā)“太空圈地運(yùn)動(dòng)”。這些將會(huì)使得發(fā)展太空工業(yè)所需的土地、礦產(chǎn)等資源面臨各國(guó)的激烈爭(zhēng)奪。

2017年，盧森堡率先通過(guò)《太空資源勘測(cè)與利用法》（又稱《太空資源法》《盧森堡太空采礦法》等），允許企業(yè)持有開采所得。美國(guó)隨即跟進(jìn)類似立法，日本、阿聯(lián)酋也接連效仿。這種“誰(shuí)采誰(shuí)有”的單邊行動(dòng)引發(fā)連鎖反應(yīng)：巴西代表在聯(lián)合國(guó)安全理事會(huì)直言這是“星際難民的前奏”，俄羅斯要求凍結(jié)所有私營(yíng)公司探礦許可，中國(guó)則提出建立類似《南極條約》的太空資源管理體系。

因此，在將來(lái)，世界各國(guó)需要攜手制定更為詳細(xì)的太空國(guó)際法，求同存異，消除爭(zhēng)端，為應(yīng)對(duì)未來(lái)的太空工業(yè)大發(fā)展打下基礎(chǔ)。

4.環(huán)境與倫理風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)階段，近地軌道已積累超1.3萬(wàn)個(gè)人造物體，2022年全球發(fā)射2521個(gè)航天器，失敗率4.3%，加劇碎片擴(kuò)散，全球僅有45%的國(guó)家參與太空垃圾治理協(xié)議，碎片威脅持續(xù)升級(jí)。大規(guī)模的太空基建會(huì)加重這一問(wèn)題。此外，若實(shí)施跨星球污染物轉(zhuǎn)移（如將太空垃圾運(yùn)至月球）或者在太空實(shí)施高污染、高毒害、高風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)業(yè)，可能違反《行星保護(hù)原則》，破壞天體原始環(huán)境，違背倫理道德。

閆同學(xué)的太空工業(yè)描述為我們展現(xiàn)了太空工業(yè)的巨大前景，但同時(shí)也應(yīng)看到太空工業(yè)正面臨新興技術(shù)的適配性矛盾、經(jīng)濟(jì)性情論、法律真空、環(huán)境倫理爭(zhēng)議等多維挑戰(zhàn)。我相信，隨著人類技術(shù)的發(fā)展和人類命運(yùn)共同體意識(shí)的增強(qiáng)，這些問(wèn)題都能得到圓滿解決。太空工業(yè)的壯美畫卷正徐徐展開。