美國自從1969年實現(xiàn)載人登月成功,“月球上的一小步,人類的一大步。”這句話是美國多年來的驕傲。
他們認(rèn)為自己是人類科技的先驅(qū),但是幾十年來他們再也沒能重返月球。如今美國造出了“秘密武器”,想先一步搶占月球資源,復(fù)現(xiàn)自己曾經(jīng)的榮耀。
美國公司發(fā)明了一個特殊的機(jī)器,能一小時處理百噸月壤!他們盯上的不是黃金,而是驅(qū)動人類未來的清潔能源——氦-3。
氦-3是一種月球上廣泛存在的特殊能源。與產(chǎn)生大量高放射性廢料的傳統(tǒng)核裂變不同,氦-3聚變的主要產(chǎn)物是質(zhì)子,對設(shè)備損害小,廢物處理也大幅簡化,因此被稱為“下一代能源”。
氦-3的用途廣泛,不僅可以用于發(fā)電站,還能滿足國防需求,以及為量子計算等頂尖科學(xué)研究提供所需的超低溫環(huán)境。
數(shù)十億年來,太陽風(fēng)像一臺永不停歇的噴砂機(jī),不斷將氦-3注入月球表面的塵土中。盡管具體數(shù)量還有爭議,但保守估計也有幾十萬噸,樂觀的甚至認(rèn)為可能超過百萬噸。
哪怕只取最低值,這儲量也足夠地球用上幾百年甚至幾千年。試想,一百噸氦-3聚變釋放的能量,就可能滿足全球一年的電力需求,這份能量密度,讓煤炭石油望塵莫及。
面對如此誘人的前景,美國人坐不住了,率先吹響了月球采礦的號角,直接點名就要月球上的氦-3。
雖然他們重返月球的“阿耳忒彌斯”計劃磕磕絆絆,最近幾次無人探月任務(wù)也接連失利,但這似乎沒能澆滅他們開發(fā)月球資源的雄心。
一臺專門為月球環(huán)境量身打造的“挖掘機(jī)”原型機(jī)已經(jīng)露面了,它是國西雅圖的初創(chuàng)公司 Interlune和農(nóng)工業(yè)設(shè)備制造商 Vermeer聯(lián)合設(shè)計研發(fā)的。
研發(fā)公司介紹,如果它火力全開的話,每小時能處理上百噸月壤,而且能向下挖到三米深——這正是科學(xué)家們推測氦-3相對富集的地方。
該公司已經(jīng)成功研發(fā)出從月壤中提取氦-3 的技術(shù),這臺機(jī)器會在月球上當(dāng)場提取氦-3,然后將濃縮物帶回地球。
如今這個機(jī)器已經(jīng)成功簽署了兩份銷售協(xié)議,準(zhǔn)備投入正式生產(chǎn)。他們的路線圖畫得很清晰:第一步,大概在2025年底,先送一臺高光譜相機(jī)去月球南極偵察地形,摸清楚哪里氦-3最多。
第二步,叫“探路者”任務(wù),會派個著陸器帶著傳感器和簡易提取設(shè)備去現(xiàn)場驗證。他們選定的掘金地點——月球南極,可不是隨隨便便挑的。
這里本來就是全球探月最熱門的地方。大家不僅覺得這兒氦-3多,更因為南極永久陰影區(qū)里可能藏有大量水冰。
水冰是未來在月球建基地、讓人類長期住下來的命根子,能分解出氫氧做火箭燃料和生命保障。所以,月球南極早就成了包括中國、印度、俄羅斯在內(nèi)多個國家探月計劃的兵家必爭之地。
美國把采礦目標(biāo)鎖定這里,無疑是直接把這場資源爭奪戰(zhàn)推向了更復(fù)雜的地步。盡管美國描繪的月球采礦藍(lán)圖如此激動人心,但外界普遍還是保持著一份謹(jǐn)慎。
最讓人心里沒底的是,美國自家的重返月球計劃都還沒完全穩(wěn)當(dāng),大規(guī)模、常態(tài)化地把設(shè)備和人送上月球的能力,能不能支撐起這么大的采礦野心,真不好說。
畢竟,要把這么一套復(fù)雜精密的挖掘處理系統(tǒng)安全送到月球,并在極端環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),這本身的工程難度就高得嚇人。
回過頭看看美國航天這些年的軌跡,搞火星采樣返回,一開始總是宣傳得震天響,結(jié)果呢,往往深陷預(yù)算泥潭、技術(shù)難題,進(jìn)度一拖再拖,最后可能還不得不大幅縮水甚至取消。
美國宇航局現(xiàn)在特別推崇跟商業(yè)公司合作,這固然能激發(fā)活力,但也引入了更多不確定性。商業(yè)公司,肯定得考慮盈利和風(fēng)險,這可能讓項目缺乏長期穩(wěn)定的支持。
對于怎么提取月球氦-3,中國科學(xué)家同樣下了不少功夫研究,而且提出了一些跟美國不太一樣的技術(shù)思路。
我國首臺太空采礦機(jī)器人在中國礦業(yè)大學(xué)誕生。中國礦業(yè)大學(xué)劉新華教授團(tuán)隊研發(fā)的太空采礦機(jī)器人的基本形態(tài)為六足模式,有三個輪足和三個爪足。
比起所謂采礦機(jī),我們現(xiàn)在正在研究月壤轉(zhuǎn)頭,我們有可能先嘗試用月壤在月球表面蓋房子,然后再談開放,這就是要想富,先修路。
從先建個小前哨,慢慢擴(kuò)展,再到探索怎么在月球上利用和開采資源,中國的月球戰(zhàn)略展現(xiàn)出一種不急不躁、循序漸進(jìn)的節(jié)奏感。
當(dāng)前,關(guān)于月球這些外層空間資源到底該怎么開發(fā)利用,國際上還沒有一個統(tǒng)一、大家都能接受的法律框架。
有人覺得,月球資源就像是國際公海里的資源,誰有本事去撈,撈到了就是誰的,“先到先得”。要是這種規(guī)則占了上風(fēng),那肯定會讓各國在月球資源開發(fā)上鉚足了勁兒地競爭。
也有人把美國這次高調(diào)宣布采礦計劃,看作是一種戰(zhàn)略姿態(tài),也許是想故意刺激其他國家,讓他們跟著投入新一輪的“太空競賽”。
面對美國畫出的月球采礦大餅,以及他們定下的“2025年底啟動第一步勘探”的時間表,全球的航天界和能源界無疑都瞪大了眼睛,等著看戲。
然而,從紙面上的宏偉計劃到最終的實際成果,這中間隔著無數(shù)道技術(shù)難關(guān)和工程挑戰(zhàn)。
只有當(dāng)那臺探測器真的發(fā)射升空,那臺挖掘機(jī)真在月球表面吭哧吭哧地開動起來,氦-3樣品真的被安全帶回地球,美國的這份雄心壯志,才算是真正得到了驗證。
我國首臺太空采礦機(jī)器人在中國礦業(yè)大學(xué)誕生
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