百萬億美元的財富蘊藏于星空,相比登陸月球和火星,小行星采礦,才是人類的下一個“大航海時代”。最近,天問二號探測器在西昌衛星基地發射升空,它的目標不是月亮也不是火星,而是一顆名為2016HO3的小行星。它在取樣完成后,將從高軌道拋下2016HO3樣品,然后在地球的引力彈弓效應下,飛往需要耗時7年才能抵達的主帶彗星311P。整個計劃長達十年,但是其意義巨大,通過了解小行星帶,我們不僅可以得知地球上水的來源,還有可能發現更多的太空礦產,為將來火星木星之間的小行星帶開發打下基礎。
例如,小行星帶內的矮行星谷神星,直徑900公里,研究人員分析該星的水冰資源儲量,大約是地球淡水的5.8倍。并且谷神星重力低,水冰資源以冰的方式,集中分布于兩極,資源非常容易開采。如果能通過機器人挖礦,太陽能板提供能源,電磁發射軌道向火星發射冰塊,然后利用引力彈弓的加速效應,分批次射向地球的無人區,比如青藏高原,或者新疆大沙漠。哪怕只開發五分之一的水資源,也超過5000萬億立方米,相當于長江5208年的徑流量,足夠人類喝上1250年。如此驚人的水資源,別說把新疆全部變成綠洲,人類提前建好超深水庫,分批次開發谷神星水資源,撒哈拉沙漠全部種上糧食,也并非不可能。
小行星帶內的天體不僅水資源豐富,其他各種金屬礦產,同樣相當驚人。直徑236千米的靈神星,質量高達2.72萬億噸,幾乎是一顆純鐵小行星,其中82%的質量,都是鐵、鎳、黃金和鉑金等金屬,而且純度極高經過簡單提煉,就可以直接提純。并且,假設這顆行星的金屬資源全是鐵,也有2.176億萬噸,作為對比,2021年全球鐵金屬估計量,只有850億噸,還不及這顆直徑236千米的小行星一個零頭。靈神星的稀有金屬,也極其豐富,最新研究指出,靈神星的稀有金屬儲量,是人類有史以來開采的稀有金屬1億倍。
所有用作汽車催化轉換器,以及珠寶首飾的鉑,地球儲量僅7.1萬噸,而小行星UW-158據估計,至少擁有2億噸鉑礦石。事實上,盡管人類在探索宇宙方面,還處于早期階段,但對于那些高價值的宇宙天體,人類早就進行了大規模分類。比如,C型小行星,占整個小行星帶的75%,富含氫氧氮碳以及水冰。S型小行星,占整個小行星帶的17%,基本由硅酸鹽和鐵鎳鉑等金屬構成,鐵鎳鉑的作用不必多說,硅酸鹽在地球上,則是制造水泥、陶瓷玻璃和化肥的重要材料。以及,M型小行星,雖然只占小行星帶的8%,但整個行星,基本完全由各種金屬構成,比如前面提到的靈神星,就是一個巨大的宇宙鐵疙瘩,其價值也是最高的,一顆50千米直徑的小行星完全開采,就足以支持人類文明幾百上千年的金屬消耗。
現在許多太空公司都計劃甚至已經開始探索這些小行星,都希望自己可以成為第一個吃螃蟹的人。但是,小行星資源豐富,開采所需要的技術,也相當多。首先,人類需要建設一個探索太空的前沿基地。這個基地,不僅要離得近,而且必須擁有可以支持太空造船廠,以及火箭制造發射所需的一切資源。目前,重力較低的月球,就是一個不錯的目標。根據嫦娥五號帶回來的月壤樣本,月海地區鐵鈦資源豐富,礦石品位明顯高于地球。同時,月球也有相當數量的鋁鎂資源和稀有礦產,可以用于制造火箭的關鍵部分,月壤水冰經過處理,亦能化作氧氫燃料,為火箭發射助力。
如果將來人類能夠建造起一座規模龐大的月球基地,由太陽能板供電。其中涵蓋冶礦廠、火箭制造中心,如果再加上電磁軌道加速火箭技術,人類才算真正邁出小行星采礦的第一步。中國的計劃是2035建成月球南極站,2050年建設月球綜合研究基地。建立工業化的月球基地,可能需要等到2060年,甚至2075,乃至2100年節點。然而,建設月球基地,只是一個起點。更加穩妥的路線,是依托月球資源,先開發火星,然后建立更前沿的基地。隨后,再尋求在小行星帶上幾顆比較大的矮行星上,建立小行星帶挖礦和宇宙運輸船制造與發射中心。之前提到的谷神星,就能作為立足點。當然除了太空造船廠,我們還需要攻克太空無人采礦機器人、大功率太空電磁軌道加速器,還有小行星防御技術,才能更有效率地開發小行星帶礦產。這也許會耗費相當長的時間,但無論多久,人類遲早會踏上這片應許之地。
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