太空采矿要实现了?需要注意什么?

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2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站梦天实验舱内正式开讲，这是新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来的一堂精彩的太空科普课。1969年7月20日，阿波罗 11 号成功登陆月球，迈出了人类探索太空的第一步，也带回了来自月球的矿石样本。54年来，随着航天技术的不断创新发展，太空采矿也不再是一个虚幻的概念。



天宫课堂授课场景  图源：中国载人航天工程网

太空采矿是什么？

太空采矿，顾名思义就是开采地球外的矿物资源。它是综合利用空间技术、采矿学、空间信息科学与技术以及天文学、行星科学、地质与地球物理学等理论与方法，研究与矿产资源、太阳资源以及其他资源等太空资源开发与利用相关的从近地到深空、从表层到深部的定位定向、资源评估、编目、全息勘探、无人开采、智能分选、冶炼、装备、通讯和原位利用的科学与技术。简言之，地球挖矿需要的是人力、交通以及资源集中利用，而太空采矿要实现的则是全系勘探，无人开采，原位利用。通俗来说就是找矿、挖矿以及用矿。


太空矿产在哪里？

太空采矿的前提是太空找矿。太空矿产资源种类繁杂，根据探测发现，月球表面下稀有金属的储量远多于地球。
月海玄武岩中富含丰富的钛铁矿，斜长岩中富含的钾、稀土和磷更是无法估计。此外，月壤中还含有丰富的氦-3。这是被誉为“人造小太阳”的可控核聚变重要原料。一两千吨氦-3可以满足当下全人类一年的能源消耗，极大地缓解地球上的资源压力。而没有磁场保护的月球，在几十亿年太阳风的影响下，收集了海量的太阳风粒子，其中氦-3的储量可能高达百万吨之多！作为干净又卫生的核聚变能源，氦-3在太空采矿技术成熟和完善的前提下，能帮助人类摆脱对化石燃料（煤、石油）的严重依赖，解决能源危机这一棘手问题。



阿波罗16号宇航员从月球高地收集的44亿年前的斜长岩样本 图源：NASA

当然，如果真的成为一名“太空矿工”，月球也不是我们的唯一选择。还有近地轨道的小行星可供参考。小行星大致可分为碳质小行星、硅质小行星以及金属质小行星三种，其中碳质和金属质小行星蕴含丰富的矿产资源，具有极大的经济价值。碳质小行星富含的碳、氢、氧、氮等元素也能为深空探测提供燃料，成为太空探索的补给站。金属质小行星主要由铁、镍构成，有些小行星中铂系贵金属元素含量丰富，除了用于制作首饰，在医疗行业也能发挥巨大的价值。因此，每当天空有流星划过，带来的不仅是浪漫，更是一座直奔地球的资源宝库。



小行星带
太空采矿的可行性


正如18、19世纪的淘金热一样，面对如此诱人的宝藏，各国政府、私人企业和科研院也在紧锣密鼓地开展计划。

2015 年 11 月 25 日，时任美国总统奥巴马签署了《美国商业太空发射竞争法》，并于2020 年完成了太空军的组建，加紧对太空领域的争夺；2017 年8月1日，卢森堡出台《太空资源勘测与利用法》，全世界有 20 多家小型采矿公司在卢森堡进行注册。与此同时，中国矿业大学也成立了国内首个太空采矿国际研究中心，并设立太空采矿项目，积极地探索太空采矿。2020年12月17日，我国嫦娥五号带回了1731克月壤；2021年4月27日，起源太空的NEO-1太空采矿机器人通过长征六号火箭成功踏上太空，使得太空资源开采利用再次成为热门话题。



嫦娥五号探测器 图源：能源界


NEO-1太空采矿机器人 图源：起源太空科技
太空采矿前景如何？

理想是美好的，目前在太空采矿需要付出的代价远高于矿物本身的价值，从太空挖矿宛如海水里提取黄金，而太空资源的开发与利用既是大国博弈、科技竞争的关键，也是未来人类文明可持续发展的大势所趋。
现代航天之父康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基曾说过：“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远被束缚在摇篮里。”希望在不久的将来，太空采矿的发展能带来新的产业革命，到那时，地球的能源危机将被很好的缓解，我们也将征服更遥远的星辰。

*参考资料：

1.《中国测绘 | 当科幻映入现实——浅谈太空找矿的现状与未来》来源：中国测绘学会

2.《地球资源又涨价，不如我们去开采太空吧！》来源：起源太空科技

3.《星闻我们离太空采矿还有多远？｜星际殖民的那些前置科技#1》来源：哔哩哔哩 星闻连波

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