俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州2013年2月15日突降隕石雨后,多家網(wǎng)站上就出現(xiàn)了出售隕石碎片的廣告。在某電商網(wǎng)站上,有一名來自俄羅斯圣彼得堡的賣家公開出售一塊巴掌大小的黑色石頭,聲稱這是2月15日從天而降的隕星遺留下的殘骸。截至莫斯科時(shí)間2月19日凌晨,這塊“隕石”的競(jìng)拍價(jià)格已經(jīng)達(dá)到1 125美元(約合7 022元人民幣)。
這些隕石里面含鉆石?當(dāng)然不是了。在天文學(xué)家手里,隕石確實(shí)很有價(jià)值,它是人類直接認(rèn)識(shí)太陽系各星體珍貴稀有的實(shí)物標(biāo)本。但在一般人手里,隕石只是塊石頭罷了。隕石賣出這么高的價(jià)格,只是物以稀為貴,以及人們的獵奇心理導(dǎo)致的。
隕石雖然沒什么實(shí)用價(jià)值,但小行星上卻可能蘊(yùn)藏著大量的資源。目前,已經(jīng)有一群科學(xué)家將目光轉(zhuǎn)向了小行星。
目光鎖定:近地小行星
人類發(fā)展航天技術(shù)的目的之一,就是要開發(fā)和利用太空資源,包括到小行星上去采礦。雖然位于火星和木星之間的小行星帶擁有巨量大小不一的巖質(zhì)天體,但因其距離地球遙遠(yuǎn),所以科學(xué)家大多把目標(biāo)瞄向了近地小行星。
近幾年來,每年科學(xué)家們都會(huì)發(fā)現(xiàn)1 000多顆距離地球相對(duì)較近的小行星。迄今為止,在近地軌道中共發(fā)現(xiàn)了約9 500顆小行星。
美國已有兩家公司準(zhǔn)備到近地小行星上去“采礦”。隨著人類利用資源量越來越大,地球儲(chǔ)存資源日益減少,今后肯定還會(huì)有更多的有識(shí)之士和企業(yè)家將目光投向近地小行星。
深空礦業(yè)公司,不僅是傳說
2013年1月23日,美國一個(gè)企業(yè)家和工程師團(tuán)隊(duì)公布了一項(xiàng)成立深空礦業(yè)公司的計(jì)劃,打算從近地小行星上獲取原材料,開發(fā)其金屬和燃料資源以促進(jìn)太空工業(yè)的發(fā)展。
這個(gè)設(shè)在加利福尼亞州圣莫尼卡的公司說,首次探礦工作預(yù)計(jì)將于2015年開始。屆時(shí)公司將派出一個(gè)名為“螢火蟲”的小型航天器,對(duì)一個(gè)迄今為止尚未辨明的小行星展開為期半年的環(huán)繞飛行考察活動(dòng)?!拔灮鹣x”小型航天器重約25千克,大小相當(dāng)于一臺(tái)筆記本電腦。它的主要任務(wù)是探尋小行星上是否有工業(yè)開采價(jià)值的金屬以及硅等礦產(chǎn)。
“螢火蟲”留下,“蜻蜓”返航
“螢火蟲”將執(zhí)行單程之旅,及時(shí)將探測(cè)數(shù)據(jù)資料用無線電信號(hào)發(fā)回地面,完成任務(wù)后不再返回地球。該公司設(shè)想,將發(fā)射多個(gè)“螢火蟲”航天器組成“太空探測(cè)艦隊(duì)”,于10年之內(nèi),在經(jīng)過的小行星中偵察探測(cè)各種金屬礦物,并確定航天工程所需要的材料。
在此期間,還將發(fā)射名為“蜻蜓”的小型太空船,到確認(rèn)有開采價(jià)值的小行星上取樣回來研究,以進(jìn)一步摸清其資源情況。
“蜻蜓”飛船計(jì)劃準(zhǔn)備于2016年開始實(shí)施,其任務(wù)是用兩三年的時(shí)間從精挑細(xì)選出的、價(jià)值較高的近地小行星上采集并運(yùn)回約重23~45千克的原材料。它運(yùn)回的這些樣品將供科學(xué)家詳細(xì)分析,確認(rèn)小行星上礦物是否具有足夠價(jià)值,并確定下一步探測(cè)與開發(fā)目標(biāo),且為采取更具針對(duì)性的措施提供依據(jù)。不言而喻,這是進(jìn)軍小行星征途上的重要舉措。只有完成了這一步工作,才能研制和運(yùn)用更先進(jìn)的探測(cè)飛船和工具,開采并運(yùn)回更多的小行星資源,實(shí)現(xiàn)深空礦業(yè)公司預(yù)定的一項(xiàng)重要目標(biāo)。
財(cái)富哪里來?
如何從小行星那里獲得財(cái)富呢?
除了出售樣品,深空礦業(yè)公司還希望從一些材料中提取金屬和其他有價(jià)值的商品,研發(fā)在太空制造燃料和太陽能電池等部件的技術(shù)。如將小行星上的水分解為氫氣和氧氣,以便造出液氫液氧低溫高能火箭推進(jìn)劑。同時(shí),氧氣還可供航天員呼吸。更直接的想法是,探測(cè)飛船尋找并收集諸如黃金、鉑金等稀有貴重金屬,采集后運(yùn)回地球銷售。
當(dāng)然,要實(shí)現(xiàn)這一愿望,隨著工程的進(jìn)展,還需要采用一些新的技術(shù)手段。例如為了提高“采礦”效率,探測(cè)飛船必須攜帶鑒別力特強(qiáng)的科學(xué)儀器和挖掘收集裝置。
目光長(zhǎng)遠(yuǎn),不求一夜暴富
深空礦業(yè)公司是第二家涉足小行星資源開發(fā)的美國公司。第一家是4年前成立的行星資源集團(tuán)公司。2012年4月25日,行星資源集團(tuán)公司在西雅圖航空博物館宣布了一項(xiàng)利用機(jī)器人到近地小行星進(jìn)行勘探,并最終開采貴重金屬和稀有礦產(chǎn)的計(jì)劃。其實(shí)質(zhì)就是發(fā)射飛船到近地小行星上進(jìn)行自動(dòng)化采礦。
華爾街日?qǐng)?bào)稱,上述雄心勃勃的計(jì)劃旨在開啟太空探索的一個(gè)全新領(lǐng)域。也有專家說,行星資源集團(tuán)公司的努力可能超前了幾十年。
行星資源集團(tuán)公司聯(lián)合創(chuàng)始人迪曼蒂斯說,一顆直徑約80米的普通小行星可能含有價(jià)值1 000億美元的金屬。他還表示,該公司的第一步計(jì)劃是研發(fā)能夠削減太空機(jī)器人探測(cè)費(fèi)用的技術(shù),將費(fèi)用削減至目前高達(dá)數(shù)億美元的航天任務(wù)成本的1/10至1/100。集團(tuán)公司聯(lián)合創(chuàng)始人之一安德森說:“我們目光長(zhǎng)遠(yuǎn)。我們并不期待公司能一夜暴富。這需要時(shí)間?!睋Q句話說,開發(fā)小行星資源是遲早的事情,只是他們擬定了計(jì)劃并付諸行動(dòng),要達(dá)到目的還得有個(gè)過程。
“蜂群”出動(dòng),太空淘金
行星資源集團(tuán)公司預(yù)計(jì)兩年內(nèi)能將首架飛船送入距地球表面160到1 600千米高度的近地軌道運(yùn)行,觀察和探測(cè)近地小行星,以尋找合適開掘的對(duì)象。集團(tuán)總裁克里斯·萊維基說,該公司計(jì)劃向近地小行星派出“蜂群”,即6艘航天器組成的小組。將一組6艘飛船送入太空以研究一顆小行星,大約需要耗費(fèi)2 500萬至3 000萬美元。該公司說,可能需要10年的時(shí)間完成勘探工作,識(shí)別出適合“采礦”的最佳星體。
對(duì)“太空淘金”的設(shè)想,瓊斯的比方是,就像用鏟雪機(jī)鏟除地面積雪,露出路面一樣,登陸小行星的太空機(jī)器人可以輕易掘開星體表面浮灰,進(jìn)而挖掘金、鉑、火箭燃料等資源。他說,由于小行星上重力小,表層松軟,易于鏟除,發(fā)明一種類似吹雪機(jī)那樣的機(jī)器應(yīng)當(dāng)不是難事。這是從原理上講的,真正實(shí)施起來,還需要配備必不可少的深掘工具、收集器、返回艙、通信設(shè)備、動(dòng)力裝置等組件,同時(shí)尚要深空測(cè)控網(wǎng)的密切配合。
安德森說,行星資源集團(tuán)公司擁有資源開發(fā)技術(shù),正在與一個(gè)未具名礦業(yè)公司合作。不久后,將在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試其開采小行星上資源的方法。該公司希望將鉑等一些有價(jià)值的材料運(yùn)回地球,并可能嘗試捕捉一顆體積較小的小行星,將其帶到繞月軌道上,以便在距離地球更近的地方對(duì)其進(jìn)行研究。勿容置疑,這是一種非常有創(chuàng)意的構(gòu)想。如果能實(shí)現(xiàn),確有非同尋常的重要意義。
小行星也是很好的“中轉(zhuǎn)站”
美國麻省理工學(xué)院行星科學(xué)教授賓澤爾說,小行星的資源最終會(huì)被開采,它們還能成為人類前往火星等行星時(shí)的“中轉(zhuǎn)站”。此一說法,得到包括美國航宇局很多研究員在內(nèi)的科學(xué)家的認(rèn)同。
他們認(rèn)為,小行星可能提供豐富的礦產(chǎn)資源,這些資源可以用來建造太空探索者居住設(shè)施的組件。按行星資源集團(tuán)公司的設(shè)想,在抵達(dá)第一顆小行星后,該公司將開發(fā)上面的水資源,建立一個(gè)燃料補(bǔ)給站,然后開采小行星上的鐵和其他金屬。該公司希望通過建立燃料補(bǔ)給站來降低未來的航天活動(dòng)成本。不用說,要將近地小行星建成燃料補(bǔ)給站,事前必須探測(cè)清楚該星體上是否儲(chǔ)有足夠的水資源,工程實(shí)施時(shí)要向該天體上運(yùn)送和安裝分解水與冷凍儲(chǔ)藏液氫、液氧的設(shè)備,增設(shè)航天員生命保障系統(tǒng),并使其具有空間站的功能。
不過,從近地小行星上開采貴重金屬和有價(jià)值的礦產(chǎn),并運(yùn)回地球,將是這兩家公司最早能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)。其他的有關(guān)設(shè)想,雖然誘人,但并不像所說的那樣容易做到。