走,到小行星上淘金去


  俄罗斯车里雅宾斯克州2013年2月15日突降陨石雨后,多家网站上就出现了出售陨石碎片的广告。在某电商网站上,有一名来自俄罗斯圣彼得堡的卖家公开出售一块巴掌大小的黑色石头,声称这是2月15日从天而降的陨星遗留下的残骸。截至莫斯科时间2月19日凌晨,这块“陨石”的竞拍价格已经达到1 125美元(约合7 022元人民币)。
  这些陨石里面含钻石?当然不是了。在天文学家手里,陨石确实很有价值,它是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本。但在一般人手里,陨石只是块石头罢了。陨石卖出这么高的价格,只是物以稀为贵,以及人们的猎奇心理导致的。
  陨石虽然没什么实用价值,但小行星上却可能蕴藏着大量的资源。目前,已经有一群科学家将目光转向了小行星。
  目光锁定:近地小行星
  人类发展航天技术的目的之一,就是要开发和利用太空资源,包括到小行星上去采矿。虽然位于火星和木星之间的小行星带拥有巨量大小不一的岩质天体,但因其距离地球遥远,所以科学家大多把目标瞄向了近地小行星。
  近几年来,每年科学家们都会发现1 000多颗距离地球相对较近的小行星。迄今为止,在近地轨道中共发现了约9 500颗小行星。
  美国已有两家公司准备到近地小行星上去“采矿”。随着人类利用资源量越来越大,地球储存资源日益减少,今后肯定还会有更多的有识之士和企业家将目光投向近地小行星。
  深空矿业公司,不仅是传说
  2013年1月23日,美国一个企业家和工程师团队公布了一项成立深空矿业公司的计划,打算从近地小行星上获取原材料,开发其金属和燃料资源以促进太空工业的发展。
  这个设在加利福尼亚州圣莫尼卡的公司说,首次探矿工作预计将于2015年开始。届时公司将派出一个名为“萤火虫”的小型航天器,对一个迄今为止尚未辨明的小行星展开为期半年的环绕飞行考察活动。“萤火虫”小型航天器重约25千克,大小相当于一台笔记本电脑。它的主要任务是探寻小行星上是否有工业开采价值的金属以及硅等矿产。
  “萤火虫”留下,“蜻蜓”返航
  “萤火虫”将执行单程之旅,及时将探测数据资料用无线电信号发回地面,完成任务后不再返回地球。该公司设想,将发射多个“萤火虫”航天器组成“太空探测舰队”,于10年之内,在经过的小行星中侦察探测各种金属矿物,并确定航天工程所需要的材料。
  在此期间,还将发射名为“蜻蜓”的小型太空船,到确认有开采价值的小行星上取样回来研究,以进一步摸清其资源情况。
  “蜻蜓”飞船计划准备于2016年开始实施,其任务是用两三年的时间从精挑细选出的、价值较高的近地小行星上采集并运回约重23~45千克的原材料。它运回的这些样品将供科学家详细分析,确认小行星上矿物是否具有足够价值,并确定下一步探测与开发目标,且为采取更具针对性的措施提供依据。不言而喻,这是进军小行星征途上的重要举措。只有完成了这一步工作,才能研制和运用更先进的探测飞船和工具,开采并运回更多的小行星资源,实现深空矿业公司预定的一项重要目标。
  财富哪里来?
  如何从小行星那里获得财富呢?
  除了出售样品,深空矿业公司还希望从一些材料中提取金属和其他有价值的商品,研发在太空制造燃料和太阳能电池等部件的技术。如将小行星上的水分解为氢气和氧气,以便造出液氢液氧低温高能火箭推进剂。同时,氧气还可供航天员呼吸。更直接的想法是,探测飞船寻找并收集诸如黄金、铂金等稀有贵重金属,采集后运回地球销售。
  当然,要实现这一愿望,随着工程的进展,还需要采用一些新的技术手段。例如为了提高“采矿”效率,探测飞船必须携带鉴别力特强的科学仪器和挖掘收集装置。
  目光长远,不求一夜暴富
  深空矿业公司是第二家涉足小行星资源开发的美国公司。第一家是4年前成立的行星资源集团公司。2012年4月25日,行星资源集团公司在西雅图航空博物馆宣布了一项利用机器人到近地小行星进行勘探,并最终开采贵重金属和稀有矿产的计划。其实质就是发射飞船到近地小行星上进行自动化采矿。
  华尔街日报称,上述雄心勃勃的计划旨在开启太空探索的一个全新领域。也有专家说,行星资源集团公司的努力可能超前了几十年。
  行星资源集团公司联合创始人迪曼蒂斯说,一颗直径约80米的普通小行星可能含有价值1 000亿美元的金属。他还表示,该公司的第一步计划是研发能够削减太空机器人探测费用的技术,将费用削减至目前高达数亿美元的航天任务成本的1/10至1/100。集团公司联合创始人之一安德森说:“我们目光长远。我们并不期待公司能一夜暴富。这需要时间。”换句话说,开发小行星资源是迟早的事情,只是他们拟定了计划并付诸行动,要达到目的还得有个过程。
  “蜂群”出动,太空淘金
  行星资源集团公司预计两年内能将首架飞船送入距地球表面160到1 600千米高度的近地轨道运行,观察和探测近地小行星,以寻找合适开掘的对象。集团总裁克里斯·莱维基说,该公司计划向近地小行星派出“蜂群”,即6艘航天器组成的小组。将一组6艘飞船送入太空以研究一颗小行星,大约需要耗费2 500万至3 000万美元。该公司说,可能需要10年的时间完成勘探工作,识别出适合“采矿”的最佳星体。
  对“太空淘金”的设想,琼斯的比方是,就像用铲雪机铲除地面积雪,露出路面一样,登陆小行星的太空机器人可以轻易掘开星体表面浮灰,进而挖掘金、铂、火箭燃料等资源。他说,由于小行星上重力小,表层松软,易于铲除,发明一种类似吹雪机那样的机器应当不是难事。这是从原理上讲的,真正实施起来,还需要配备必不可少的深掘工具、收集器、返回舱、通信设备、动力装置等组件,同时尚要深空测控网的密切配合。
  安德森说,行星资源集团公司拥有资源开发技术,正在与一个未具名矿业公司合作。不久后,将在实验室内测试其开采小行星上资源的方法。该公司希望将铂等一些有价值的材料运回地球,并可能尝试捕捉一颗体积较小的小行星,将其带到绕月轨道上,以便在距离地球更近的地方对其进行研究。勿容置疑,这是一种非常有创意的构想。如果能实现,确有非同寻常的重要意义。
  小行星也是很好的“中转站”
  美国麻省理工学院行星科学教授宾泽尔说,小行星的资源最终会被开采,它们还能成为人类前往火星等行星时的“中转站”。此一说法,得到包括美国航宇局很多研究员在内的科学家的认同。
  他们认为,小行星可能提供丰富的矿产资源,这些资源可以用来建造太空探索者居住设施的组件。按行星资源集团公司的设想,在抵达第一颗小行星后,该公司将开发上面的水资源,建立一个燃料补给站,然后开采小行星上的铁和其他金属。该公司希望通过建立燃料补给站来降低未来的航天活动成本。不用说,要将近地小行星建成燃料补给站,事前必须探测清楚该星体上是否储有足够的水资源,工程实施时要向该天体上运送和安装分解水与冷冻储藏液氢、液氧的设备,增设航天员生命保障系统,并使其具有空间站的功能。
  不过,从近地小行星上开采贵重金属和有价值的矿产,并运回地球,将是这两家公司最早能够实现的目标。其他的有关设想,虽然诱人,但并不像所说的那样容易做到。

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