金雅芊

小行星采礦比月球更可行

月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，地球上最常見的17種元素，在月球上比比皆是。以鐵為例，月球表層的鐵不僅異常豐富，而且便于開采和冶煉。據(jù)悉，月球上的鐵主要是氧化鐵，只要把氧和鐵分開就行；此外，在月球表層，鋁的含量也十分豐富。月球土壤中還含有豐富的氦-3，利用氘和氦-3進行的氦聚變可作為核電站的能源，這種聚變不產(chǎn)生中子，安全無污染，是容易控制的核聚變，不僅可用于地面核電站，而且特別適合宇宙航行。據(jù)悉，許多航天大國已將獲取氦-3作為開發(fā)月球的重要目標之一。

那么月球采礦是否現(xiàn)實呢？目前，月球采礦的成本是最大的障礙。月球捷運公司聲稱，它們的首次無人登月任務，載重224千克，將花費1000萬美元，即每千克約44000美元。而Space X開出了低到任性的價格——每千克2200美元，但即使是這種價格，也因采礦這種工業(yè)操作規(guī)模巨大而受到限制。

在月球采礦還會面臨許多環(huán)境問題，例如，因為月球塵埃，大型工程機械在月球上運作有很大的阻礙，月球塵埃會損壞機器和宇航服，甚至生命支持系統(tǒng)；存在極端溫差，陽面可以達到240℃高溫，而陰面會低至-230℃，極熱和極冷對機械材料和生命支持系統(tǒng)的要求都太高。

月球采礦商業(yè)上不可行，于是，一些專家打起了小行星采礦的主意。小行星上擁有很多有價值的礦藏，從普通的鐵到稀有的地球化學元素，再到精致的碳鏈物質(zhì)，而且小行星數(shù)量眾多，因此有價值的礦藏也非常豐富，這就免得人們在月球上為了資源爭來搶去。

雖然在太空中沒有事情是容易的，但在小行星上采礦比在月球采礦更為可行。例如，在行星際太空中，溫度更加穩(wěn)定，磨蝕性沙塵更容易控制，而重力小意味著礦物加工后的星際運輸也更方便和省錢。要邁出小行星開礦的第一步，關鍵要看其上是否有豐富的水，因為水不僅是生命的保障，也是重要的能源，可以分離出氫和氧，對抗太空的低溫環(huán)境，作為火箭燃料。水還可與二氧化碳反應，生成過氧化氫、甲烷、甲醇或其他耐儲存的燃料，能夠在低溫狀態(tài)下執(zhí)行長期的太空任務。慶幸的是，水資源豐富的小行星多得很。

小行星礦藏賣給誰？

宇宙礦藏未來的應用并非在地球上，而是地外太空。研究人員認為，宇宙礦藏沒必要長途跋涉地運到地球上，除非發(fā)現(xiàn)了非常稀有甚至從未發(fā)現(xiàn)過的物質(zhì)，而這種可能性不大。況且，目前的地外交通科技也需要等待巨大的轉(zhuǎn)變，否則將遙遠的小行星礦物帶回地球也不現(xiàn)實。我們應該把礦藏運到地球軌道上，在這里將原礦加工升級，或直接在這里出售。而宇宙礦藏的第一批買家將是人造通訊衛(wèi)星的擁有者。

目前，人造衛(wèi)星是一種消耗品，它們工作一定時間后，逐漸老化，而且從既定軌道上偏離，之后，人造衛(wèi)星變成了危險的太空垃圾，或者在掉入地球大氣層時被汽化。最典型的例子就是對地同步軌道上的人造衛(wèi)星，它們被安置在赤道上方的一個位置，但是它們不會老老實實地呆在那，在月球和太陽的重力作用下，它們會被牽引而離開。如果你不能把它們拉回來，它們就失去了價值。

因此，人造衛(wèi)星使用方都在問：怎樣給人造衛(wèi)星續(xù)航，或者說怎樣補充燃料？怎樣增強人造衛(wèi)星的效率，例如能否在人造衛(wèi)星軌道上為它加裝太陽能板和天線？簡單來說，就是如何升級翻新現(xiàn)有人造衛(wèi)星，讓它們保持良好工作狀態(tài)，并且工作盡可能長的時間。

太空礦藏正好滿足了人造通訊衛(wèi)星的需要，這一供需關系可能會形成礦藏開發(fā)、礦藏加工、人造衛(wèi)星改造等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈。

第二個潛在的客戶將是美國發(fā)射聯(lián)盟（ULA），他們曾經(jīng)致信給深空工業(yè)的共同創(chuàng)始人、澳大利亞礦業(yè)專家馬克·桑特爾，表示他們對太空開采計劃的興趣，尤其是從小行星上獲得水源的設想，并開出每噸300萬美元的價格，希望從2023年開始，在地球低軌道獲得每年100噸的水源補給。原來ULA是想給他們正考慮建設的月球物流系統(tǒng)進行補給，其實就是一艘太空船，可以從近地軌道與月球之間“擺渡”，往月球拖運物資，這艘“擺渡船”將一直在太空中運行和保養(yǎng)，水是其中首要的補給資源。

其實除了ULA需要水源補給，在太空作業(yè)的人類設施哪個不需要水源補給呢？這都是小行星礦藏開發(fā)的潛在客戶。除水源之外，還有許多其他盈利點，美國太空制造公司正在地球軌道進行光導纖維的制造實驗；美國Techshot公司正在探索在零重力下3D打印人類心臟的可能性。這些公司理論上都會在地球軌道上建立自己的制造基地。另外，巨大的太陽能電池陣列可能會在太空中出現(xiàn)，作為未來地球人的基礎設施，通過微波傳輸向地球輸出能源；巨型望遠鏡的架設也可能會比以往更加深入太空。以上這些基地或設施無一不需要各種礦藏和水的補給，可以說，小行星礦藏開發(fā)，不愁沒有買家。

火星和月球同時獲益

在小行星上采礦，方便的不僅是各家商業(yè)公司，火星任務和月球基地都將獲益。

火星任務執(zhí)行時，當火星探測器被送入地球軌道階段，需要700噸的能量推進物，如果小行星采礦工業(yè)發(fā)展起來，能源物資自然可以從小行星礦藏中獲得。

月球目前雖然看起來被人類擱置，沒有什么登月活動，但一旦地外經(jīng)濟發(fā)展進來，人類在月球上建立基地的動力就會被發(fā)掘出來。一開始，原本有害的月球塵埃會轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)，與月壤一起可以與水混合，制成膠合劑，像水泥一樣成為月球基地各種建筑，如酒店、實驗樓等的建筑材料。最近美國加州正在研究如何用3D打印技術將月壤打印成地外建筑。

在小行星開礦而不是月球，還有一個益處，那就是可以保護我們唯一的月球不遭破壞。也許有人認為，月球就是一塊大石頭，上面既沒有珍稀動物，也沒有珍貴物資，何必為此擔憂？過去，正是這種“不擔憂”使我們對地球大肆掠奪，導致今天地球出現(xiàn)了資源和氣候的各種問題，月球即使看起來只是塊石頭，也是太陽系的重要遺產(chǎn)，不在月球上開采資源，就是不給人類重蹈覆轍的機會。

利益爭奪戰(zhàn)將在太空上演

在地外天體上開發(fā)礦藏，如何保證公正、公平、合理？雖然世界各國在20世紀60年代簽署了“太空法”，明確各國不能將外太空的任何天體占為己有，避免對天體造成污染等，但一旦太空經(jīng)濟發(fā)展起來，太多細節(jié)需要重新制定。例如，地球人在太空活動中獲利，由誰來獲得稅收？一旦發(fā)現(xiàn)了珍貴的資源，有些國家或商業(yè)公司為搶奪資源而不顧太空法，大打出手的情況是否會出現(xiàn)？正如地球上貧富兩極分化一樣，能接觸到地外資源的必定是富人或者富國，又會加劇貧富差距，形成富人階層在資源上對窮人階層新的壟斷。

盡管地外經(jīng)濟牽涉到各種文化和社會的爭論，而且未來的幾十年里，也許地外開發(fā)的希望并不是特別大，然而，回望歷史，600年前，歐洲人發(fā)現(xiàn)新大陸，從此許多人一去不復返地開拓，以致美洲呈現(xiàn)出今天的面貌。當今人類對小行星、月星和火星的了解，比當時人們對新大陸的了解多得多，而在人類對地球資源的重度消耗下，地球傳遞出越來越強烈的資源枯竭的信號，人類勢必開始新一輪的探險——地外天體的開發(fā)之旅。