太空采矿：独断专行还是天赐良机？ 作者：Pierre Henriquet 编辑：Meister Xia 导读： 从太空取得资源，不时以来是人类探求宇宙的目的之一。在宇宙众多天体中，蕴藏极为丰厚的矿物资源，就在月球、火星、金星这些临近的天体上，也存在丰厚的矿产资源。为了破解地球矿产资源干涸的瓶颈与人类共同体可持续展开难题，开发与应用丰厚的太空资源势在必行，太空采矿也应运而生。实践上，“太空挖矿”的难度十分大，本期“太空采矿的应战”系列一，带您了解太空采矿的展开和艰难。 一览：
多年来，人们不时在讨论月球和其他太阳系天体上的资源开采，并承诺要树立“月球基地”，开启“火星殖民”。但这些雄伟幻想尚未成为理想。 但是，随着科学技术的迅猛展开、太空旅游成本的不时降落，以及私营部门不时参与战略资源开发，这一现状有望呈现改动。化学元素的匮乏，以及外太空商业开发的不时推进，使我们将眼光投向了地球之外——月球、小行星，以及离地球较远的其他太阳系星体都包含着我们所需的丰厚资源。
图片来源：月球采矿（达索系统） 天外“矿山” 灵神星（直径约200公里宽）的金属含量可能高达50%，相当于地球几百万年的铁和镍产量。除了铁和镍之外，还有大量的其他金属在吸收未来的太空勘探者。 其他小行星富含地球十分稀有的元素，如铂、铱、锇和钯。它们普遍应用于工业，是催化转换器、心脏起搏器和医疗植入物等产品的重要原料，也是多数电子元件不可或缺的一部分。思索到地球资源有限，且开采成本较高，太空开采似乎不失为一项可行计划。 在近地天体中，月球是航空航天业的眼光焦点。这主要关乎两大战略资源： 第一大战略资源是水。美国月球勘测轨道器（LRO）和印度月船1号（Chandrayaan-1）的月球轨道剖析表明，水简直存在于整个月球名义，且月球两极黯淡处的火山口存在大量的冰，一旦经过净化，便可为在月球执行任务的宇航员所用。电解反响还能够将水合成分别成氢气和氧气，为航天器提供燃料（阿丽亚娜5号运载火箭的主发起机运用的就是液体氢氧燃料）。
图片来源：小行星采矿（深空工业） 此外，在太阳风的作用下，月球赤道地域堆积了大量的氦-3（氦的一种轻质同位素）。氦-3是第二代和第三代核聚变反响堆的潜在燃料来源，估量将于本世纪末投入运用。 立法框架的演化 我们能否自由开采地外天体？ 1967年制定的《外层空间条约》（Outer Space Treaty）明白遏止各国把任何天体据为己有。在条约中，月球被称为全人类的“共同财富”。不外，《外层空间条约》于冷战时期制定，自然无法表示各国当前的太空勘探需求。不少国度以此为切入点，开端向《条约》中的漏洞发起攻势。 好比，美国和一些想要中止太空采矿的国度称，国际水域虽不属于任何国度，但允许自由捕捞。同理，各个国度和公司也能够自由开采天体，无需对其宣示主权。 为了进一步表明其态度，奥巴马政府于2015年签署了所谓的《太空法》（Space Act），允许美国公民“从事太空资源的探求和商业开发”。 2020年4月，特朗普政府签署了一项行政命令，支持美国在月球和小行星上采矿。紧接着，美国国度航空航天局（NASA）在2020年5月发布了《阿尔忒弥斯协议》（Artemis Accords），呼吁在未来的月球基地上设立“保险区”，避免各国或各公司相互干扰，避免引发外交事情。
图片来源：采集月球样本的阿尔忒弥斯号宇航员（美国国度航空航天局） 美国并不是唯逐一个正在立法管理太空资源商业开发的国度。卢森堡和阿联酋也在编辑他们自己本国的空间资源法，希望借此吸收商业投资。俄罗斯、日本、印度和欧洲空间局（European Space Agency）也在纷繁构建法律框架，制定自己的太空采矿目的。 前赴后继的私营公司 空间资源勘探还未真正开启，但起跑线上早已挤满了私营部门的“候选人”。不外，随着协议的达成和取消，资金的筹集和失去，公司的成立和破产，这些候选人来了又走，前赴后继。 行星资源公司（Planetary Resources, Inc.）成立于2009年，旨在开发机器人小行星采矿技术。固然汇集了字母表（Alphabet）开创人拉里-佩奇（Larry Page）、前谷歌首席执行官埃里克-施密特（Eric Schmidt）和维珍集团（Virgin Group）开创人理查德·布兰森（Richard Branson）等高知名度的开创投资者，该公司还是于2020年淡出了舞台。 沙克尔顿能源公司（Shackleton Energy Company）于2007年成立于德克萨斯州，旨在开发月球采矿技术。由于2011-2013年间未能筹得足够资金，公司于2013年宣布失败。 自那之后，太空产业涌现出了一大批公司。例如，日本的iSPACE公司以月球勘探为目的，旨在“辅佐其他公司完成对月球上水和矿物资源的商业开发”。加利福尼亚州的Offworld公司正在开发“能在地球、月球、小行星和火星上采矿的通用工业机器人”。英国的小行星采矿公司（Asteroid Mining Corporation）正在资助开发“El Dorado”人造卫星，并计划于2023年发射。El Dorado将对5000颗小行星中止普遍的光谱调查，以找出最有开采价值的小行星。 前路漫漫 无论公私部门对地外资源开采的热情有多么高涨，都难以掩盖这项任务的艰巨性。 以月球采矿为例，月球两极温差庞大，白天高达120摄氏度，夜晚可降至零下232摄氏度；而且月球没有磁场，难以抵挡宇宙辐射，环境十分恶劣；此外，阿波罗号宇航员还发现，月球尘埃固然十分细小，却具有很强的磨损性，极易构成机器零部件的损坏。由于绝大多数油和冷却剂会在真空中合成或蒸发，想在月球上中止润滑和冷却十分艰难。 小行星上的状况也不容达观。虽说日本隼鸟2号（Hayabusa 2）和美国奥西里斯-雷克斯（Osiris-Rex）探测器均在近年取得了严重停顿，小行星着陆等技术也不再是空想，但是，零重力条件下的资源开采与应用技术依旧有待开发和测试。 在这一范畴，公共机构也颇为生动。2019年，阿丽亚娜集团（Ariane Group）与欧洲空间局签署了一份合同，旨在研讨2025年前登陆月球，并树立月球基地的可能性。在工作的推进过程中，阿丽亚娜集团及其子公司阿丽亚娜航天公司（Arianespace）与部分公司展开了深化协作。好比，德国初创公司PT Scientists将为其提供着陆器，比利时中小企业Space Applications Services则将担任空中系统及通讯设备，并提供其他效劳。 Pierre Henriquet
Pierre Henriquet 核物理博士，Polytechnique Insights专栏作家 ” End |
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