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縱覽網(wǎng)丨天問二號(hào)啟程:小行星采礦開啟人類“大航海時(shí)代”

百萬億美元的財(cái)富蘊(yùn)藏于星空,相比登陸月球和火星,小行星采礦,才是人類的下一個(gè)“大航海時(shí)代”。最近,天問二號(hào)探測器在西昌衛(wèi)星基地發(fā)射升空,它的目標(biāo)不是月亮也不是火星,而是一顆名為2016HO3的小行星。它在取樣完成后,將從高軌道拋下2016HO3樣品,然后在地球的引力彈弓效應(yīng)下,飛往需要耗時(shí)7年才能抵達(dá)的主帶彗星311P。整個(gè)計(jì)劃長達(dá)十年,但是其意義巨大,通過了解小行星帶,我們不僅可以得知地球上水的來源,還有可能發(fā)現(xiàn)更多的太空礦產(chǎn),為將來火星木星之間的小行星帶開發(fā)打下基礎(chǔ)。

例如,小行星帶內(nèi)的矮行星谷神星,直徑900公里,研究人員分析該星的水冰資源儲(chǔ)量,大約是地球淡水的5.8倍。并且谷神星重力低,水冰資源以冰的方式,集中分布于兩極,資源非常容易開采。如果能通過機(jī)器人挖礦,太陽能板提供能源,電磁發(fā)射軌道向火星發(fā)射冰塊,然后利用引力彈弓的加速效應(yīng),分批次射向地球的無人區(qū),比如青藏高原,或者新疆大沙漠。哪怕只開發(fā)五分之一的水資源,也超過5000萬億立方米,相當(dāng)于長江5208年的徑流量,足夠人類喝上1250年。如此驚人的水資源,別說把新疆全部變成綠洲,人類提前建好超深水庫,分批次開發(fā)谷神星水資源,撒哈拉沙漠全部種上糧食,也并非不可能。

小行星帶內(nèi)的天體不僅水資源豐富,其他各種金屬礦產(chǎn),同樣相當(dāng)驚人。直徑236千米的靈神星,質(zhì)量高達(dá)2.72萬億噸,幾乎是一顆純鐵小行星,其中82%的質(zhì)量,都是鐵、鎳、黃金和鉑金等金屬,而且純度極高經(jīng)過簡單提煉,就可以直接提純。并且,假設(shè)這個(gè)行星的金屬資源全是鐵,也有2.176億萬噸,作為對比,2021全球鐵金屬估計(jì)量,只有850億噸,還不及這顆直徑236千米的小行星一個(gè)零頭。靈神星的稀有金屬,也極其豐富,最新研究指出,靈神星的稀有金屬儲(chǔ)量,是人類有史以來開采的稀有金屬1億倍。

所有用作汽車催化轉(zhuǎn)換器,以及珠寶首飾的鉑,地球儲(chǔ)量僅7.1萬噸,而小行星UW-158據(jù)估計(jì),至少擁有2億噸鉑礦石。事實(shí)上,盡管人類在探索宇宙方面,還處于早期階段,但對于那些高價(jià)值的宇宙天體,人類早就進(jìn)行了大規(guī)模分類。比如,C型小行星,占整個(gè)小行星帶的75%,富含氫氧氮碳以及水冰。S型小行星,占整個(gè)小行星帶的17%,基本由硅酸鹽和鐵鎳鉑等金屬構(gòu)成,鐵鎳鉑的作用不必多說,硅酸鹽在地球上,則是制造水泥、陶瓷玻璃和化肥的重要材料。以及,M型小行星,雖然只占小行星帶的8%,但整個(gè)行星,基本完全由各種金屬構(gòu)成,比如前面提到的靈神星,就是一個(gè)巨大的宇宙鐵疙瘩,其價(jià)值也是最高的,一顆50千米直徑的小行星完全開采,就足以支持人類文明幾百上千年的金屬消耗。

現(xiàn)在許多太空公司都計(jì)劃甚至已經(jīng)開始探索這些小行星,都希望自己可以成為第一個(gè)吃螃蟹的人。但是,小行星資源豐富,開采所需要的技術(shù),也相當(dāng)多。首先,人類需要建設(shè)一個(gè)探索太空的前沿基地。這個(gè)基地,不僅要離得近,而且必須擁有可以支持太空造船廠,以及火箭制造發(fā)射所需的一切資源。目前,重力較低的月球,就是一個(gè)不錯(cuò)的目標(biāo)。根據(jù)嫦娥五號(hào)帶回來的月壤樣本,月海地區(qū)鐵鈦資源豐富,礦石品位明顯高于地球。同時(shí),月球也有相當(dāng)數(shù)量的鋁鎂資源和稀有礦產(chǎn),可以用于制造火箭的關(guān)鍵部分,月壤水冰經(jīng)過處理,亦能化作氧氫燃料,為火箭發(fā)射助力。

如果將來人類能夠建造起一座規(guī)模龐大的月球基地,由太陽能板供電。其中涵蓋冶礦廠、火箭制造中心,如果再加上電磁軌道加速火箭技術(shù),人類才算真正邁出小行星采礦的第一步。中國的計(jì)劃是2035建成月球南極站,2050年建設(shè)月球綜合研究基地。建立工業(yè)化的月球基地,可能需要等到2060年,甚至2075,乃至2100年節(jié)點(diǎn)。然而,建設(shè)月球基地,只是一個(gè)起點(diǎn)。更加穩(wěn)妥的路線,是依托月球資源,先開發(fā)火星,然后建立更前沿的基地。隨后,再尋求在小行星帶上幾顆比較大的矮行星上,建立小行星帶挖礦和宇宙運(yùn)輸船制造與發(fā)射中心。之前提到的谷神星,就能作為立足點(diǎn)。當(dāng)然除了太空造船廠,我們還需要攻克太空無人采礦機(jī)器人、大功率太空電磁軌道加速器,還有小行星防御技術(shù),才能更有效率地開發(fā)小行星帶礦產(chǎn)。這也許會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)長的時(shí)間,但無論多久,人類遲早會(huì)踏上這片應(yīng)許之地。
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