近乎無限的資源
宇宙中有很多天體，星球，難道只有地球擁有礦物資源嗎？今天我們要來討論的是金屬小行星探測科學和小行星開採技術，小行星確實很可能成為未來人類獲得資源的主要途徑，因為宇宙中的資源對於現在的我們來說是無限的，這與地球資源完全不同，而且在太空中開採小行星完全不需要考慮汙染問題。
一說到小行星太空迷們就很興奮，主要是因為小行星具有極高的科學研究價值和經濟利用價值，研究小行星可以幫助科學家們探索太陽系甚至是地球生命的起源，而科學家們擁有的開採小行星的技術也將幫助全世界的人們擁有無限資源供應。
美國宇航局奧西里斯雷克斯小行星探測器與本努小行星（海報演示）
先從第一步做起
現在我們只探索了一些石質小行星，比如美國宇航局奧西里斯雷克斯小行星探測器探索的名為本努的小行星，日本宇航局隼鳥二號探索的名為龍宮的小行星。這些石質小行星具有極高的科學研究價值，但是其幾乎不具備經濟利用價值。那麼，在開採金屬小行星之前，我們必須足夠了解，就像我們瞭解石質小行星一樣，這是未來開採金屬小行星的前提。幸運的是，現在我們就能看到小行星採礦業的發展方向。
那麼金屬小行星到底有什麼不同的地方呢？為什麼必須開採金屬小行星呢？我們以Psyche金屬小行星為例，一起看看金屬小行星的雙重價值。根據地面望遠鏡觀測數據，已確定Psyche小行星主要由鐵和鎳組成，其核心很可能由金或者其他稀有金屬構成，這與主要由硅酸鹽（S型）或含碳化合物（C型）物質組成的小行星不同。想象一下，很多貴金屬在工業中的大幅度應用將為材料科學領域，航空航天領域帶來什麼前景。
Psyche金屬小行星表面渲染圖
科學家們觀察後還發現，Psyche表面由90％的金屬和10％的硅酸鹽岩石組成，未來美國宇航局的Psyche小行星探測器會通過詳細測量其成分並觀察硅酸鹽材料來確定Psyche的起源問題。如果Psyche表面的硅酸鹽材料主要是高鎂輝石或橄欖石組成，則這些硅酸鹽可能是岩漿的殘餘物，這表明Psyche曾是行星的核心。
如果其表面硅酸鹽和其他S型小行星的物質一樣，或者是由冰混合物和硅酸鹽物質共同組成，那麼Psyche在後期很可能受到了強烈的撞擊。因為Psyche沒有明顯的硅酸鹽表面結構，所以對於科學家來說，表面的這些石質材料甚至比其金屬結構還要重要。
Psyche是如何形成的，這是一個關鍵問題，如果它是星球的核心，那麼原來行星的組成和結構是什麼？另外，科學家們也觀察過其他的IVA類的金屬小行星，但是這些金屬小行星的密度要比Psyche小得多。圍繞Psyche的，不只有經濟效益，還有很多未解的科學謎團。
金屬小行星的演化與形成看似和行星沒有什麼關係，但是實際上Psyche很可能是一顆火星大小的行星受到劇烈撞擊而被剝落的，Psyche可能就是這顆星球的核心物質，這個平均直徑為226千米的天體可能會改變我們對岩石星球內部核心的理解，這對行星起源相關的科學理論來說尤其重要。
Psyche表面大型隕石坑模型圖
一個科學家團隊在今年年初創建了Psyche金屬小行星的2D圖像和3D模型，它的表面有很多隕石坑，該團隊還專門為Psyche表面最大的隕石坑創建了一個3D模型。假設是同一塊天體，相同隕石撞擊到金屬小行星和石質小行星的效果是不一樣的，如果是金屬小行星和金屬小行星相撞，隕石坑會更大，隕石碎屑會更多，而入射角的數據將變得更加重要。
這將是第一次與金屬小行星相遇
除了在地面觀測，模擬Psyche金屬小行星的隕石坑之外，我們還需要派遣小行星探測器前往Psyche。美國宇航局的最新計劃名為Psyche小行星探測任務，它的目標就是為了研究金屬小行星Psyche，該任務最近這幾天通過了關鍵設計階段。美國宇航局將會在2022年8月發射Psyche小行星探測器，Psyche小行星探測器在在2023年會到達火星，經過火星引力輔助加速之後，探測器會在2026年初到達Psyche。
Psyche探測器和Psyche小行星的動畫展示
價值8.5億美元的Psyche任務將攜帶三種科學儀器深入研究Psyche金屬小行星，它們分別是多光譜成像儀，伽馬射線中子光譜儀以及磁力計。Psyche小行星探測器還將進行名為深空光子通信的技術演示，Psyche任務小組成員說，該儀器將使用光子將數據傳輸到地球，這是一種比傳統無線電波方法更有效的策略。
未來的太空工業，人類的資源將無限
那麼在金屬小行星探測任務之後呢？我們可以大膽暢想一下小行星採礦的未來。現在我們能想到的穩定開採小行星的方法需要建立軌道製造設施，在月球，火星及其周圍以及小行星帶佈設加油艦。在低地球軌道建造全自動工廠也是必要的，這樣可以將礦物運到地球軌道然後直接對其進行加工。
這是Psyche小行星探測器的霍爾離子推進器，一名技術人員正準備將電力推進系統的一部分集成到探測器主體上
在低地球軌道中的工廠中可以不停的生產機器人或者自動採礦船，一旦完成，就可以派遣自動採礦船前往小行星。具體來說，可以使用類似於吹雪機的裝置將其錨定在小行星表面上，然後使用旋轉的刀片將材料通過滑道扔到高強度容器中，這樣以收集散落的碎石和一些金屬。其實許多小行星採礦的方法與地球採礦使用的方法是類似的，比如鑽孔，爆破，切割或者壓碎處理等等，都與地球採礦的方法類似。
其實這些辦法取決於材料的性質，也就是說未來我們可以通過化學或物理手段來提取材料。比如說加熱固體物質，捕獲蒸汽然後使用蒸餾技術將水提取出來，這些原材料不僅可以給地球居民使用，還能給月球基地或者其他星球基地輸送氧氣等等重要資源，也可以直接被用來建造太空建築。
那麼我們需要花多長時間才能看到這一情景呢？一些科學家估計在本世紀之內我們就可以看到，也有一些科學家很樂觀，說在30年之內就可以看到。其實這有很多不確定性，主要是基於太空技術的進步。
可以肯定的是，這是一項挑戰，需要大量時間和資源。不過小行星採礦技術有望造就下一個工業時代，未來的人類可能會從近地金屬小行星開始，但是絕不會以此結束。總而言之，迅速發展太空採礦礦市場最終可能會從太陽系內部到柯伊伯帶，從金屬到氦3還有其他稀土元素，應有盡有。
開採小行星聽起來好像是科幻電影中的情節，但是經過我們一步一步的努力，不斷了解並探索小行星，未來我們將有機會開採小行星甚至是其他天體的資源。另外，開採小行星對於太空領域非常的重要，未來想要建造大型空間站或者說建造超大型飛船就必須依靠小行星等天體資源的幫助，這不僅可以幫助我們節約成本，還可以幫助我們保護地球生態環境，我們不能等到把地球掏空才追悔莫及。
結合了防塵罩和人造引力居住區的概念飛船
未來如果我們想要成為多星球物種，太空工業領域的發展是必不可少的，其實開採小行星只是太空工業的一個體現，無論我們是開採小行星，還是開採月球表面的氦3，開採的同時也可以將這些天體作為前哨基地，這是一個跳板，他們將幫助我們一步一步走向太陽系的邊界。
