科學現場調查:太空會成為咱們的礦產基地嗎?

  45億年前,在行星形成時,氣體和塵埃分子粘在一起形成較大的物體,彼此碰撞、粘在一起形成的更大的東西。在該過程結束時,我們只剩下較大的行星、衛星和大量含有化學物質小機構,這些化學物質我們在地球上也可以找到。

  一些小行星可能包含大量的稀有金屬,例如鉑金、稀土和其他材料等。在太空甚至水也是一種珍惜的資源,因為它是很有用的燃料(可以分解成氫氧元素),對宇航員來說非常必要,但是要搬到太空去非常的重和昂貴。現在,奧巴馬總統簽署了私營企業對從小行星或月亮上提取材料有所有權的法案。這項法案也延長了私營公司可以開發航天器的時間,且不用政府直接監督,有助於加快人類進入太空的程序。

  但不要把賭注都押在小行星採礦淘金熱上。

  美國法律不併能給予私人小行星或任何行星天體的所有權,這在1967年簽署的《外太空條約》是明文禁止的。事實上,該條約完全會讓新的小行星採礦法變成一紙廢文,雖然學者們對此似乎不同意。《外層空間條約》明確表明允許私人公司建造火箭飛入太空,不過前提是他們不能在外太空世界圈佔自己的土地:月球上不允許有高層建築。然而這些礦物是否允許開採和開採來的東西歸誰所有更不清楚。這可能需要採取訴訟或其他一些挑戰以解決這個問題,其他國家可能對美國允許公司利用資源的法案會有異議,國際法精神則表示這些資源應該屬於全人類。

  拋開法律問題不談,小行星採礦如何迅速或輕鬆開始還不清楚。難搞定的部分在於技術,還有就是小行星本身的特質。使用火箭仍然存在困難,甚至到達衛星和國際空間站所在的相對低軌道都不是易事。即使最成功的企業還有火箭炸燬的情況,最好的計劃是多準備一支火箭:如果第一支因為什麼出了故障可以用第二隻。這樣任何飛行的成本都會增加,甚至還沒考慮到目的地是哪兒。私人企業SpaceX和藍色起源公司等在將火箭送入低地球軌道都取得了長足的進步;軌道科學公司(現在的 Orbital ATK)成功將 LADEE (月球大氣與粉塵環境探測器)送到了月球。到達小行星顯然是更加困難的問題,因為小行星是按照自己的軌道繞太陽移動的目標。

  從好的方面說,將來的小行星礦商不需要飛到太陽系火星和木星之間小行星最多的主小行星帶。更好的辦法是將航天器送到近地小行星,它們的繞行軌道比火星要近。一些近地小行星甚至穿越地球軌道,有的還相當大。天文學家對它們進行追蹤以確保對地球不造成威脅,但它們也是挖掘的潛在目標,尤其是那些比火星近的小行星。小行星可能比在月球或其他星球採礦更加容易,僅僅它們的重力更小。火箭的最大成本是重量:你要帶的東西越多,火箭就越重,包括負載和燃料。從小行星上傳送材料比從地球和月球上要輕鬆地多:很多小行星上的重力很微弱,你從地面跳起來很可能再也落不下來。但小行星本來就很難開採。絕大多數的近地小行星是“碎石堆”而不是堅石:是小顆粒靠重力鬆散的聚合。水、鉑和其他有價值的化學物質混合在一起,比如鐵、矽、碳化合物等。現在,很難說提取我們想要的東西有多難,因為我們不太可能發現地球上這種岩石縫或其他沉積物。

  這個問題科學太空探測器應該可以回答。OSIRIS-Rex和隼鳥號2的任務旨在研究小行星結構,要比以往更加詳細。如果一切順利,OSIRIS-REx甚至會把小行星材料的樣本帶回地球。這是採礦專案的縮影,怎樣才能提取有用礦物的第一手可行性研究。總的來說,如果往返的錢沒有花光耗盡的話,小行星採礦還是有利可圖的。而且已經排除了使用人類礦工:在一艘宇宙飛船中,我們需要食物、水、空氣和空間移動,宇航員的價格更貴。即使沒有人,小行星採礦也要包括到達小行星、獲取資源、返回地球,最後處理資源轉化為盈利。不管小行星上能採多少鉑或稀土,反正每盎司相同材料的價格比在地球上採的要高。

  小行星淘金熱在未來不久還是會發生,換句話說,這並不是說它不會發生:人類很聰明,聰明到足以克服小行星採礦技術的挑戰。這意味著,美國新礦業法可能更多要面對的是條約的考驗,而不是我們獲得貴重金屬的方式。

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