文|雷宇
來源|智能相對論
近日，著名編劇汪海林呼喊煤老闆的一席話在網絡上瘋傳，一句話，汪老師想念煤老闆了。我國的煤炭企業數量將不斷減少，從現在的2200個減少到100個左右，小煤礦將被徹底終結，煤老闆退出歷史舞臺成定局。不由得令人扼腕，這個曾為中國影視業立下漢馬功勞的群體就這樣和我們說了再見。
可喜的是，新的一批煤老闆又即將橫空出世，準確一點說，是太空挖礦的“煤老闆”。美國《連線》就曾發表文章《太空採礦可能引發星球大戰》表示：太空採礦有可能是下半個世紀最賺錢的行業之一，經濟規模高達數萬億美元！
太空採礦有多賺錢？單顆小行星價值以億為單位
目前國際上比較熱門的採礦技術主要集中在火星採礦、月球採礦、小行星帶的小行星採礦等三個方面。但是礦產資源最豐富的當數小行星，太陽系有數以萬計的小行星，它們的大小從直徑幾英尺到幾百英尺不等，擁有許多有價值的礦物和化學物質。2013年，一家叫Asterank網站對一顆叫“Germania”的小行星做出過評估，估值達95.8萬億美元，這是什麼概念呢?
2013年，180億美元的負債讓底特律徹底破產。這顆小行星的價值不僅遠高於當時全世界GDP總和77.05億元，還可以負擔起1041個破產的底特律。
小行星的價值的計量單位從來都是以億計，因此政府，私人公司，學界紛紛加入淘金熱，特別是美國。2016年NASA（美國航天局）研發出了一個能在月球上進行資源開採的機器人RASSOR，這臺專門用來探測月球上礦石、沙土、水份等資源的機器人，身兼多職且任勞任怨，可以說是一個非常優秀的礦工。
但是，特朗普在2018年的NASA預算中砍掉了“小行星重定向計劃”（ARM）的部分。該任務計劃將一顆小行星引入環地球軌道，用以研究和開採。而這，意味著這個項目將會牢牢限定在了私人太空項目領域。
同樣在2016年，美國一傢俬人航天公司Moon Express首家獲得美國聯邦航空管理局登月許可，該公司計劃在2020年於月球南極建設機器人月球礦藏開採前哨基地，將利用自家探測器在月球挖掘一些地球上稀有的礦產資源。
2020年Moon Express的技術是否能做到開採月球智能相對論不能確定，可以確定的是，馬斯克的SpaceX在太空採礦領域也可以分一杯羹。事實上，在2016年馬斯克解釋其火星殖民計劃時，就曾提過太空採礦的設想。著名的天體物理學家馬丁·埃爾維斯表示，如果是一艘非常先進的太空飛船，能在地球軌道和環繞小行星運行的軌道切換，就可以實現小行星的開採，而獵鷹重型火箭正是這種太空飛船，利用它我們可以登上數百個甚至上千個含礦的小行星。
第一個針對小行星的私人勘探公司“行星資源”（Planetary
Resources）早在2012年就在華盛頓成立，並在2016年接受了盧森堡政府的2500萬歐元的投資。但不管是Moon Express還是SpaceX，抑或Planetary Resources，都還沒有突破性的消息流出。值得慶幸的是，世界上採礦方面研究實力最強的機構之一——美國科羅拉多礦業學院，已經開設了太空採礦專業，專業人才將會源源不斷的湧現。
小行星雖好，但開採難度真的很大噢
開採小行星一般為兩種方式，一是運回地球附近開採，比如前面提到的被特朗普砍掉的ARM，
二是就地開採。無論哪一種方式難度都非常大，主要有如下幾點：
環境問題：如何克服太空惡劣的環境
由於設備在對小行星進行開採時會隨著小行星的自轉而自轉，目的是保持相對靜止。但是這樣航天器就會週期性的處於太陽強照射和黑暗中，當航天器對自轉週期比較小的行星開採時，很容易因頻繁的冷熱交替而被損壞，同樣容易對設備造成損害的還有太空中的強紫外線和真空環境。前者自不必多說，在真空條件下，常用的聚合材料會出現脫氣現象，具體表現是材料性質不穩定，結構扭曲等。
地球上能採礦都是因為重力存在，但對於微重力甚至零重力的太空，不管是露天開採還是地下開採都存在很多技術問題，如果選用地下開採，是否像在地球裡一樣架支架？礦房的尺寸可以擴至多大？這些都是需要探索的關鍵問題。
如果說上面的問題都是可預測的話，那接下來的這個問題就不一定了。由於太空中存在著大量的微小星體和飛行器留下的微小殘骸，因此這些微小個體常以極高的速度撞擊小行星或互相碰撞。而即使是在地球周圍，這種微小顆粒的速度也可以達到8-70千米每秒，如此高速的撞擊對已經開展的採礦設備和設施的打擊強度極大。
技術問題：如何在小行星上錨定和鑽孔
小行星之所以叫小行星就是因為有一些真的很小，甚至直徑小至不足一米。對於這種，最簡單粗暴的辦法就是像捕魚一樣抓捕起來運回地球，而對於尺寸較大的小行星，則需要航天器在其表面附著，以進行後續的操作。這裡可以類比船，當船靠岸或者停止時，需要拋出錨。而由於太空中航天器處於微重力狀態，對固定航天器的錨具有更高的要求。
而說到採礦，鑽孔是一項基本而重要的工作。在地球上，一般會將水充當鑽頭與孔壁之間的潤滑劑，便於在達到目標深度後抽出鑽頭；同時水還可以衝擊碎石吸附塵土，避免使儀器或操作人員暴露於惡劣的工作環境中。而在太空中，由於超低的溫度和壓強，水呈固態難以噴灑。當鑽頭進行鑽孔工作時，既不容易也不容易拔出，鑽頭與樣品硬碰硬，雙方都容易造成損壞。
這些問題一時半會兒很難得到有效解決，需要長期的攻克，目前以美國為首的航天強國已經將太空作為人工智能發揮作用的重要戰場，但是它所發揮的作用還是比較有限。那麼，太空挖礦這事還能怎麼辦呢？
細菌也能挖礦，生物學技術開啟新思路
細菌常常具有旺盛的生命力，在太空這種極端環境下，也常常會有它們的身影，而利用它們在極端環境下的生活方式，給太空挖礦開啟了另外一種思路。泰狄娜·米洛傑維克及其研究團隊在維也納大學生物物理化學系，搭建了一個小型“火星農場”，甚至對火星不同位置、不同歷史時期的表層土壤成分都進行了模擬。該農場通過氣體及化學合成的各類成分火星岩石，模擬古老的、可能已經滅絕的細菌生命。
他們觀察了一種名為“嗜熱金屬球菌”的古老細菌與類火星岩石之間的相互作用。這種細菌不僅能在極端環境中生存，這種細菌能夠從各類礦物中吸收金屬作為營養物質。嗜熱金屬球菌是一種化能無機自養生物，能夠對鐵、硫、鈾等無機物進行新陳代謝，釋放出可溶性金屬離子。研究者認為，這可以作為一種生物學技術，用來開採小行星、流星及其他天體上的金屬礦物。
結論
某種程度上來說，人類對於外太空的事往往具有更高的心理屏障，可能不能腳踏實地覺得不安全。太空採礦這一設想最早被提出在1903年，那一年，萊特兄弟剛剛試飛成功人類歷史上第一架飛機，俄羅斯著名火箭科學家康斯坦丁?齊奧爾科夫斯基將“探索小行星”列為征服太空的十四個方面之一。100多年過去了，飛機成了一件極其常見的工作，我有足夠的理由相信，總有一天，而這一天也不會太久，去小行星挖礦會跟坐飛機一樣稀疏平常。
【完】
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