小行星采矿成美国财富密码?100亿亿美元小行星能解资源危机?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-27

基于已知的陆地储量,以及发达国家和发展中国家的消费增长,现代工业和粮食生产所需的关键要素将在本世纪末告急。 这些资源包括磷,锑,锌,锡,铅,铟,银,金以及铜。在我国,也有很多城市因矿物资源枯竭而衰落。

近年来,NASA和深空工业公司(Deep Space Industries),行星资源公司(Planetary Resources)之类的企业合作,正准备从近地小行星上开采太空资源,以应对未来的资源危机。

深空工业公司为此开发了三个系列的航天器用于检查,采样和收获小行星。 "萤火虫"是呈立方体卫星形式的航天器的三胞胎,负责到检查不同的小行星;"蜻蜓"用以以收集小样本(5-10千克)并将其返回地球进行分析;"收割者"前往小行星,收集数百吨物料,返回高地球轨道进行处理。


而就在不久前,美国成功实现其第一次小行星采样。 该任务于2016年启动,名为OSIRIS-REx,其主要目标是从小行星"贝努鸟"向地球输送至少60克样本,试图在"贝努鸟"表面上寻找有机分子,以确定小行星能否给未来的深空探测任务提供燃料来源,并提供信息来帮助地球抵御小行星。 该项目全程耗时7年,从2016年发射升空,直至2023年返回地球,项目耗资高达11.6亿美元。


OSIRIS-REx在2016年9月发射升空后与运载火箭分离,并在不久后进入巡航阶段。2016年12月,航天器成功执行了首次深空机动,巡航阶段一直持续到2018年12月与"贝努鸟"接触,之后进行样品收集。

由于收集过程中出现故障,因此有一部分样品通过容器的密封件逸出。为了防止样品进一步减少,NASA取消了原本要通过旋转操作确定样品质量的计划,以及航行制动操作,提前将收集到的样本存储在样品返回胶囊中。 2020年10月,样品收集器固定在返回舱中,准备返回地球。


"贝努鸟"目前绕太阳公转的周期为1.1955年,每隔六年靠近地球一次。 平均而言,直径约500m的小行星大约每13万年左右就会撞击地球。 2010年科学家预测,"贝努鸟"在2169年至2199年之间会有八次撞击地球的潜在可能。也正是由于它足够接近地球,体积够大,而成为了NASA采样目标。因为只有直径大于200米的小行星的表面才可能具有疏松的硬石,以确保样本返回任务的成功。直径小于200米的小行星通常因为旋转得太快而无法保留灰尘或小颗粒。

一切顺利的话, 美国首个小行星采样探测器——OSIRIS-REx 奥斯里斯-雷克斯探测器,将在2023年带着至少60克来自"贝努鸟"的原始样本返回地球, 这将是人类史上第二次从原始的、富含碳的近地小行星上带回样本,也是迄今为止采集量最大的一次。不过这离真正的小行星采矿还差着十万八千里,但面对天价的小行星,人类很难放弃对它的觊觎。


最近有一颗小行星火了,这颗小行星名叫"灵神星(16 Psyche)"。它是位于火星和木星之间的小行星带上,位于地球大约3.7亿公里,其直径约225.3千米(有很多人觉得它的大小被高估了)。通过哈勃望远镜获取到的紫外线频谱数据分析发现,与大多数岩石或冰冷的小行星不同,其几乎完全由金属构成,如同地球的核心。其构成物质包括但不限于铁、镍等金属物质。

据行星科学家预估,考虑到小行星的规模,其金属矿产价值高达100亿亿美元。这可是是2019年全球经济总量的1万倍啊。考虑到小行星的价值,如果能成功开采,完全不存在得不偿失的问题。问题在于我们有没有开采的能力。

大多数小行星位于火星和木星轨道之间的主小行星带中。它包含数百万个小行星,其中750,000个小行星的直径超过1公里,直径超过200公里的小行星超过200个。主带中的小行星是如此分散,以至于大多数小行星相距数十万公里。

小行星比月球更容易开采。这是因为即使最大的小行星的引力场也很低。这意味着航天器既能飞向小行星,又容易返回太空,相比月球简单直接。 因此,提取的金属,水和其他有价值的原材料可以很容易地运送到地球或其他地方。


随着航天技术的发展,越来越多的国家打起了小行星的主意。近年来,各国科学家提出了五花八门的小行星资源开发方案。现有的开采设想有露天采矿,竖井开采,磁吸等。 露天采矿是在某些类型的小行星上,使用铲子或螺旋钻从表面刮下材料,或者对于较大的碎片,可以使用"主动抓斗"将其刮除;竖井开采是在小行星上埋一个雷,然后通过竖井提取物质;而面对金属含量高的小行星则可以直接通过磁铁收集。

为能建立长期开采基地,可以选择将飞船暂时附在小行星上。通过采矿机器人提取原材料并保存在货舱中。另一种选择是通过激光切割,将小行星切片送入加工站,精炼成有用的材料,然后送回地球。或者,可以直接将捕获的小行星或小行星切片运输到地球轨道的处理站。


虽然目前开采小行星的设想很多,但万变不离其宗,基本想法都是将探测器发射到小行星上,开采资源后带回地球,或直接在太空用于建设。但小行星开采也许并不像想象中那么美好,即使是近地小行星,距离地球最近时通常也有数百万公里,人类访问一次可能需要几个月时间。如果没有稳定的货运补给,航天员生活会有很大困难。 毕竟现在人类重返月球都很难,登陆小行星虽然比登陆火星难度小,但要长期驻留,也是规模很大的工程。 还好,至少目前还没有靠开采小行星解决资源危机的需求。据科学家估计,对小行星资源进行真正的开采,至少还要等20年左右。


虽然小行星的开采不容易,但随着人类对自然资源的需求的增加,地球上的材料依旧有限,开采小行星便是大势所趋。当然,大势面前中国自然也不会落后。据中国国家航天局发布的《小行星探测任务有效载荷和搭载项目机遇公告》介绍,小行星探测任务将采用长征三号乙运载火箭发射。 计划在3年内完成对近地小行星2016HO3的绕飞探测,随后择机附着小行星表面并采集小行星样品,之后返回地球附近释放返回舱,将小行星样品送回地球。完成上述任务后,探测器通过地球、火星借力,历经约7年时间飞抵小行星带,对主带彗星133P开展绕飞探测。探测器将以飞越、伴飞、附着、采样返回等方式,对目标小行星进行遥感探测、就位探测和采样返回。


面对人口的增长,资源的减少,为了养活更多的人,就必须去开采宇宙中的"金矿"。只有奔向宇宙的探险才能带领人类走出地球的摇篮,从嗷嗷待哺的婴儿成为 探索 陌生的少年。 当未来人回顾当今的 历史 ,就像是我们敬佩郑和下西洋的勇气、意大利怀念罗马铁骑的锋芒,世界将永远眷顾在荆棘中开辟道路的冒险者。

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  • 小行星采矿成美国财富密码?100亿亿美元小行星能解资源危机?
    答:据行星科学家预估,考虑到小行星的规模,其金属矿产价值高达100亿亿美元。这可是是2019年全球经济总量的1万倍啊。考虑到小行星的价值,如果能成功开采,完全不存在得不偿失的问题。问题在于我们有没有开采的能力。大多数小行星位于火星和木星轨道之间的主小行星带中。它包含数百万个小行星,其中750,000...