小行星开采贵金属计划——天方夜谭?

2016-04-23
研发部

                                    未来太空开采计划详解          

  据国外媒体报道,美国宇航局制定未来30年空间发展计划后,将对展开对小行星的一系列探索任务,比如捕获小行星后拖至地月系的某个轨道上,进而开采小行星。该计划将在2016年进入实施阶段,届时NASA发射OSIRIS-Rex探测器对庞大的小行星群进行调查,探测分布着贵金属的近地天体,接着该探测器还将在2018年抵达小行星Bennu附近展开探索。科学家认为小行星探索计划可以更好地了解小行星的行为和组成,此外,还可能带来万亿英镑的经济效益。

      开发小行星上的资源,对于人类来说并非是一个崭新的概念,现代航天学和火箭理论的奠基人康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基就曾于1903年,在《科学评论》上发表过一篇名为《利用喷气工具探索宇宙空间》的论文,首先提出“开采小行星资源”的设想。从杰克·威廉森的《反物质辐射》,到阿西莫夫的《幸运斯塔尔与海盗小行星》,星级资源开发与随之而来的物种冲突与技术革命,成了科幻作家们津津乐道的主题。1967年联合国通过的《外层空间条约》第二条规定,任何国家都不能通过探索、占据等方式对包括月亮在内的外空间天体宣示主权,但此条款并未对个人或者企业行为做出约束与说明,而20年来蓬勃发展的私人太空探索企业,则从中看到了希望。

      天文学家已发现了约9500颗近地小行星,并且每年还新发现约1000颗近地小行星。而这些近地小行星几乎全都含有水,其中不少还含有镍、铂、金等贵重金属。

  初步观测表明,小行星可能蕴藏着丰富的贵重金属等矿产资源。例如,一颗小行星上仅500米直径的地方所蕴含的铂金资源,就相当于铂族金属迄今人类开采量的总和。铂族金属在地球上很少见,开采也不容易。这是因为有不少稀有金属都不是地球自然产生的,而是来自小行星撞击。现在每28克铂金的价格是1500美元。在小行星地壳中,1吨的岩石就至少含有28克铂金。直径30米的小行星就可能有价值250亿~300亿美元的铂金矿。以3554号小行星Amun为例,科学家们估算这颗直径约2.5千米的近地小行星中蕴含着价值超过20万亿美元的铂和其它金属矿藏。

      从地外星球采矿的可能性已经讨论了几十年,但由于成本太高,所以至今未能实现。就拿在小行星表面着陆来说,所面临的技术挑战和成本都是巨大的,更不用说开采足够分量的矿物并将它们运回地球了。因此,美国行星资源公司首先要开发新技术,以降低太空探索成本,将外太空机器人探索任务的费用降低到现行费用的1/10~1/100。

  美国航空航天局的科学家表示,随着技术的进步和自然资源的减少,太空采矿在21世纪晚些时候可能将变得有利可图。目前,美国行星资源公司需要找一颗"测试行星",以证明太空采矿是可行并且是经济的。有关专家认为,小行星表面重力小,浮层松垮,易于铲除,就像用铲雪机铲除浮层,铲出路面一样,登陆小行星的太空机器人可轻易铲开浮层,进而挖掘金、铂、镍等资源。美国行星资源公司创办人说,以小行星为开采对象是成熟的理论,因为小行星质量小、重力小,有水几率高,可降低飞行器摆脱重力的能量消耗和往返燃料成本,美国航空航天局认同这一思路,并正向小行星进发。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司