太空採礦業有什麼前景?科學家和企業家未來會如何採礦呢?

征服太空和宇宙一直是人類的夢想,而太空也是資源開發的最後世界。太空中有很多環繞地球運行的小行星,它們蘊藏著大量的財富,如鉑等其他地球上稀缺的稀土資源,在小行星上甚至還有很少量的元素是地球上沒有的。太空採礦在過去可以說是非常科幻的構想,很難實現,但是現在,隨著新的太空探索技術的出現,太空採礦技術也越來越趨近成熟。不過科學家現在對如何從小行星獲取資源的方式還有一系列尚未解決的問題。

太空採礦業有什麼前景?科學家和企業家未來會如何採礦呢?

首先科學家要考慮的是太空採礦的環境影響。地球外的低重力和溫度變化意味著機器人和設備必須比地球上使用的更復雜,更耐用。科學家對空間採礦的環境影響進行了初步週期分析,數據表明,與地球上開採的過程相比,太空開採實際上可以顯著減少碳排放。在地球上,稀土開採技術,特別是稀有金屬開採技術,是一個高汙染的過程。開採產生的氣體會留在地球大氣層中,針對汙染問題,未來的小行星公司希望使用更清潔的火箭燃料,進一步減少二氧化碳的排放。

據估計,火箭質量的大約五分之一燃料在火箭發射時會轉化為氧化亞氮,這些汙染物的溫室效應是二氧化碳的300倍。總的來說,與地球上採礦相比,太空採礦可能對環境產生積極的影響。不過在這其中存在很多變數,如小行星的大小和組成,以及太空採礦技術的效率等等。

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在太空採礦中還有更多的未知的因素,比如,如果在小行星挖掘現場有生命體或有機分子會怎樣?傷害以前未被發現的生命形式或帶著外來汙染物返回地球,這樣的風險是否值得我們旅行?開發太空小行星的開採技術會創造一個全新的就業領域,並徹底改變世界經濟。小行星開採有可能會回收數十億美元的資源。地球上有許多資源是稀缺的,但在小行星上這樣的資源卻很普遍。

這為未來的太空採礦業創造了巨大的經濟潛力,由於經濟激勵,一些國家開始提供監管和財政激勵,以鼓勵空間採礦業。盧森堡就頒佈了一項立法,允許公司將其開採的任何資源從天體上保留下來,並向空間採礦業投資了約2億歐元和數百位科學家以支持這項研究。

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空間採礦業的擴張可能會導致地球上傳統採礦業暫時失業,不過大家不需要擔心,隨著新產業的發展,可能會創造許多新的就業機會。由於開發完成一項完整的空間採礦任務並將材料帶回地球所需的技術需要數年或者數十年的時間,因此不可能知道目前對空間採礦業的投資是否可以成功,不過眾多投資者心懷憧憬。

在加利福尼亞州聖何塞的一個工業園裡,格蘭特·博寧手裡拿著一個看起來像是金屬水瓶的東西。他開玩笑說,這是他公司的“蒸汽壺”的外殼,格蘭特·博寧隨後解釋道:這是一種小型宇宙飛船的推進系統,使用加熱到1000攝氏度的超熱水蒸汽來產生推力,該公司迄今為止已售出約400臺。

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這確實是火箭科學,但博寧的初創公司的最終目標是開採小行星。博寧初創公司的科學家認為,小行星未來會被開採的一個主要原因是它們的岩土沉積物中的水,而這些水的主要用途之一可以作為宇宙飛船的推進劑。探測器和其他航天器將能夠在太空中直接從水中產生的氫和氧補充燃料,使它們能夠在任何他們想要的地方愉快地飛馳而不至於擔心能源問題。但是,在建造一個以加油站為中心的太陽能系統的想法實現之前,需要的是更多的可以利用水運行的航天器。

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西雅圖行星資源公司DSI,由谷歌聯合創始人拉里·佩奇和理查德·布蘭森等投資者於2009年創立。其他較小的公司包括Aten工程公司和Transastra公司,兩家公司都位於美國。在英國也有小行星採礦公司,想要實現這一目標的是AMC公司。該公司成立於2016年,由23歲的米奇·亨特·斯卡利昂(Mitch Hunter Scullion)經營。

其實這些公司已經發現了這個問題,那就是我們文明的下一步必然是向太空擴張。地球太小了,我們的人口越來越多,為了有限的資源而鬥爭。為了文明能夠長期存在,我們需要成為一個多行星、適應太空生活的物種。格蘭特·博寧說:小行星就好像是送到嘴邊的肉塊,它們的重力可以忽略不計,因此很容易將物體移開。與地球或月球不同,它們太小,沒有任何可感知的重力,所以從它們身上剝離物質應該很容易。在地球附近一共有18000顆小行星,而且還在不斷增加。其中的一些小行星,距離我們比較近,也對我們的星球構成了潛在的危險。博寧開玩笑的說:我們正在受到金錢的威脅……

太空採礦業有什麼前景?科學家和企業家未來會如何採礦呢?

要說現在進行的“採礦業”,還是要數美國宇航局的奧西里斯雷克斯小行星探測器計劃了,其實嚴格來說奧西里斯雷克斯小行星探測計劃只能說是採集樣本。奧西里斯雷克斯於2018年12月與小行星本努會合,本努小行星上有很多冰土和礦物。該航天器將繞著直徑為半公里的物體飛行,繪製地圖,然後提取1500克樣本返回地球。

在此之前,在2018年年中,日本航空航天勘探局的Hayabusa2號宇宙飛船與近地小行星Ryugu會合,這也是一個採集樣本並且返回地球的任務。這是迄今為止從小行星帶回的唯一一個物質樣本。

太空採礦業有什麼前景?科學家和企業家未來會如何採礦呢?

亞利桑那大學的行星科學家、任務負責人但丁·勞雷塔說:“奧西里斯·雷克斯是任何小行星採礦活動的可行性概念證明。”

對於小行星的開採,DSI的長期願景是一大群低成本的小型宇宙飛船,它們將一次發射到許多探測器或者採礦設備近地小行星上,先採集少量的原材料,並將其聚集在一個零時的小倉庫中,該倉庫將建在地球和月球之間的某個地點。

不過在任何開採之前,都要先進行勘探。AMC公司希望在2020年將一顆衛星送入環繞地球的軌道,對近地小行星進行光譜分析,以瞭解它們是由什麼構成的。該公司計劃在本月晚些時候發起一場眾籌活動,開始籌集預計項目所需的230萬英鎊。

太空採礦業有什麼前景?科學家和企業家未來會如何採礦呢?

AMC公司開發了專門的黏土礦物檢測技術。它目前正在利用地球礦物進行實踐,這項技術其實已經利用在了一顆衛星上,這顆衛星於2018年1月勘測了小行星。DSI公司也有接近地球小行星的野心,2020年,它打算展示一個被稱為“探險者”的低成本小型航天器發射升空,探測小行星其燃料也將主要來自水。

太空採礦的前景是巨大的,期待有一天我們得飛船可以真正前往小行星採礦,而不是去取樣本。在這之前還需要很多技術的積累和進步,不過人類雖然十分渺小,但是夢想十分遠大,加油吧。


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