宝藏无尽,商机无限——太空采矿真的要来了吗?

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曾几何时，宇宙飞船、行星和太空漫游不过是人类对于宇宙淘金的美好设想。我们深知宇宙自有无尽宝藏，可对我们而言,它们看起来实在可望而不可即。



图片来源国家空间科学中心

——从《异形》到《火星救援》,再到《流浪地球》，人类对于太空矿产资源的渴求与开发始终是科幻片中不变的大背景。但是，在今天，在这个“我们的征途是星辰大海”的时代，太空采矿这个看似遥远而不可知的行业，却从科幻片走到了现实片，切实地、真实地走近了我们。

3月7日 全国两会小组讨论 有委员提出，“去小行星开采黄金等矿物资源应是未来抢占国际竞争制高点的重要战略。”

图片来源金研院

图片来源Science科学

7月27日 爱丁堡大学 一艘未载人的龙式货船，将来自爱丁堡大学的首批太空采矿原型实现装置送到了国际空间站。

10月14日 起源太空 中国首个致力于太空资源开采的私营公司“起源太空”宣布完成天使轮、天使+轮共计5000万人民币融资。

图片来源起源太空官网

图片来源科技导报

11月18日 中国科协组织 召开太空资源开发与利用战略研讨会。16位院士专家围绕太空资源开发国际发展前沿及我国产业现状开展研讨。

其实，太空采矿并非第一次出现在人们的视线内。早在2010年以前，一批欧美企业便开始部署外太空的矿产掠夺策略，并计划建立完善相关法制法规；而几年前，中国的商业航天步入正轨之时，国内也涌现出不少计划进军太空采矿行业的创新型企业。



人类为何要去太空采矿



这还得从宇宙中丰富的矿产资源说起。

随着人类社会的发展，地球上已有且能实现广泛开采的资源正处在消耗日趋增长的阶段，而作为不可再生资源，矿产资源迟早会面临枯竭的现实。



图片来源中国国家地理

但根据美国国家航空航天局NASA所提供的数据，仅位于火星和木星之间的小行星带中就有超过五十万颗小行星，包括大约200颗直径超过60英里（100公里）的小行星。而其中的资源能带来的潜在收益约为700兆亿美元（相当于地球上人均可获得1000亿美元），对于人类而言，这样一笔巨大的财富所带来的诱惑是难以抵御的。



图片来源必应

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金属资源

以地球为中心，半径5000万公里范围内，大约存在着15000多颗大小不一的小行星，这些小行星中大多数都富含金、银、铁、镍、铜等多种金属元素，甚至有小行星的金属元素含量远高于地球。



图片来源起源太空官网

此外，广泛应用于催化剂和高端电子元件，为航天、航空、汽车产业及高科技领域不可或缺的铂族金属在地球周围的小行星中也有着近乎无限的资源。2017 年 7 月 20 日与地球擦肩而过的小行星 2011 UW-158中的铂金含量估测达到 5.8 万吨，大约价值 1.7 万亿美元，而地球每年能开采的铂金大概只在 200 吨左右。

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水冰资源

加州TransAstra公司创始人乔尔·塞瑟尔表示：“所有人开始意识到水将成为太空工业化的石油。”因为水不仅能够为宇航员提供生命支持，同时还能生产火箭燃料。





图片来源NASA

NASA的一份报告称，月球科研提供的直接证据表明，其两极永久呈现阴影的地方含有大量的水冰资源。由于月亮引力小，其水产品特别是氢和氧可以带离月球，从而为整个太空探索带来新的经济发展机遇。比如，运行于月球表面和月球轨道之间可重复利用的“着陆器”，为低地轨道中的太空飞船补充燃料，为星际飞船在离开地球/月亮空间之前加载或补充燃料。



太空采矿，要怎么采



开采宇宙矿产资源的宏图有了，

但这体量巨大的项目如何实施才是人们的焦点所在。

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计划

起源太空的计划是——“十年时间把矿带回来”。他们将漫长的采矿过程分为“找矿-探矿-占矿-采矿-返回”五个阶段，而目前还处在“找”这个阶段。公司正在为实时监测小天体与大气层撞击事件，研究小天体成分特征，建立自家独有的太空资源数据库而努力。这将有助于寻找价值高、合适开采的小行星。











图片来源起源太空官网

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技术

如今的太空采矿仍然是起步不久的行业新苗，技术研发还处在初级、试验阶段。而行业的特殊性使得太空采矿不仅必须倚仗商业航天的技术力量，还需要在地质学、矿物学、采矿学、材料学、遥感学、机器人学等众多学科上做出巨大努力。



图片来源Science科学

爱丁堡大学的研究团队，致力于利用“微生物反应堆”来分解岩石，并从中抽取铁、铜、锌、金、铀、钍等元素的方法。宇航员会将一些类似月球和火星环境的玄武岩，浸没于包含细菌和营养物质的溶液中，借此了解细菌在零重力环境下，如何有效地提取矿物质。



图片来源国家空间科学中心

美国科罗拉多矿业学院正在开发“热采矿”（thermal mining）模型，包括月极火山口边缘上的定日镜（跟随太阳移动并将太阳光线反射到固定方向的光学装置）和研发可以建立在火山口底部的“捕蓬”（Capture tents），用以采集水蒸气。





图片来源LANDSPACE官网

国内民营火箭企业蓝箭航天则在过去两年中迅速推进着百吨级液氧甲烷发动机的研发（Space X和Blue Origin也采用了相同技术路线），凭借相关技术矩阵、完备的基础设施以及持续的创新能力，在我国商业火箭方面进行着持续突破。



太空采矿，远方是机遇还是挑战



到2050年，中国大概率将成全球最大经济体，因而迫切需要投资未来能源基础，目前的化石燃料在2052年至2060年将供不应求。所以，中国一方面投资开发南极等地区的矿产资源，另一方面在投资其他可利用的未开发领域：外太空。



图片来源国家空间科学中心

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机遇

中国探月工程首席科学家欧阳自远早已表示，月球能成为人类的能源资源的巨大供应基地，“这对人类可持续发展至关重要……谁先征服月球谁先受益。”北京大学地球与空间科学学院教授鲁安怀也提出，“曾经的中国错过了航海时代，错过了蒸汽机，甚至没有赶上汽车和飞机，但中国人如今一定不会、也不可能再错过飞船和太空。”



航天产值或在2030年之前突破万亿美元大关

图片来源美银美林

因此，把小行星矿物资源开发利用纳入国家技术创新体系建设的大局中统筹考虑，坚持为国家战略目标服务,培养工程实践需要的创新型人才,积极应对新形势带来的新挑战，势在必行，迫在眉睫。

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挑战

太空采矿作为根植于航空航天土壤上的新生产业，与众多高新行业之间的交叉互联关系非常紧密——它的商业价值、技术价值和相关产业的生态构建（如天基卫星通信网、太空旅游、太空采矿、商用空间站、微重力工厂等）都需经过长足发展才能得到展现。而在市场的密切关注下，如今的太空采矿产业仍未达到资本预期，太空采矿领域的先锋Planetary Resources和Deep Space Industries 公司纷纷受挫。

REC


   
Planetary Resources
   
Deep Space Industries

在2015年，美国第114届国会通过了《美国商业太空发射竞争力法案》，该法案允许美国企业获取、占有、运输、使用和售卖小行星资源和其他太空资源，鼓励商业探索和利用星际资源，为太空采矿企业的业务奠定了坚实基础。而在国外已有相对完善的太空采矿法案的情况下，我国无论是商业航天还是太空采矿的发展仍落后了一个脚步。



图片来源国家空间科学中心



对于太空采矿这个行业，它看似遥远，却在一步一步成为现实；看似不远，却受制于当前的科技水平而迟迟未能大展拳脚。我们应该正确地认识到这一行业背后产业化与商业化的关系——“采矿是最终的目标，但在采矿的过程中也要找到其他的商业模式，形成自我造血能力”，这不仅是太空采矿企业的目标，也将是整个行业发展历程的大势所趋。



本文图片收集于网络(已标注来源)

文中信息参考

国家空间科学中心

两会相关报道

Science中文公众号

起源太空官网

美银美林10-year yield forecasts

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编辑：LZX

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