如何在小行星上采礦？

在這個物資緊缺的社會，大家都在覬覦小行星上的資源

第一步：勘探

要在小行星上采礦，一家像“行星資源”（Planetary Resources）這樣的公司，首先必須找到一顆能帶來良好投資回報的小行星。但是小行星不像恒星那樣閃閃發光，它們很小、很暗、很容易因為地球大氣的扭曲作用而變得晦暗不清。要找到它們，最好的辦法就是借助漂浮在太空中的望遠鏡。行星資源公司的總部位于美國華盛頓州的Bellevue，它的首席工程師兼公司總裁Chris Lewicki正在組裝第一臺私人擁有的太空望遠鏡，Arkyd 100系列望遠鏡。

這架望遠鏡重44磅，比政府出資建造的太空望遠鏡要小，也要簡單。造價15億美元的哈勃太空望遠鏡的主鏡頭直徑達到了94英寸；而Arkyd的鏡頭只有9英寸寬。哈勃望遠鏡有廣闊的視野，還有其他用于掃描遙遠太空天體的其他儀器。而Arkyd只關注太陽系。而小就意味著省錢，不僅是制作成本，還包括發射成本。

行星資源公司計劃組建一個太空望遠鏡陣列，這將使每單位成本降低到1000萬美元以下。同時使用多臺望遠鏡，可以預防其中的一個發生故障的情況。

行星資源公司的團隊還將對外租用Arkyd 100系列望遠鏡，畢竟該公司的首要目標就是賺錢。研究宇宙或地球的科學家可以租用該公司的太空望遠鏡，它的解析度達到每個像素6英尺。

第二步：分析和申明自己的權利

一旦公司的望遠鏡發現了一個開采目標，要判斷這顆小行星上有什么資源，只有一個辦法，那就想辦法靠近它。

行星資源公司的團隊設想用大量小型航天器飛越近地小行星。NASA已經用這種形式進行了兩次深太空探索。它利用電流使氙原子帶上正電荷，這些氙原子將在磁力作用下被推出航天器。原子之間的斥力將推動一艘艦船，在長達幾年的時間里逐漸加速。

該公司感興趣的小行星可能直徑不到1英里，它體積太小，不足以產生適當的引力。航天器將不會在這樣小的小行星上著陸，而是通過一個對接碼頭到達小行星。航天器將緩慢地靠近，在即將接觸到小行星的表面時拋下一個錨。航天器將通過這個錨抓住小行星表面的某個物體，從而與小行星保持相對固定的位置。

然后，航天器將派出機器人分析小行星上的水和金屬資源，并將分析結果發送回地球。要完成這項任務，可以使用激光誘導擊穿光譜系統，即LIBS。激光會使表面的物質蒸發，這樣傳感器就可以分析蒸發產生的等離子體發射的光，從而判斷小行星的表面物質含有什么元素。

勘探航天器可能還會在小行星的表面種植一個無線電信標，從而給這顆小行星做下記號。據行星資源公司的管理者說，這種無線電信標不僅可以幫助未來的任務確定小行星的位置，還可以標志小行星的所有權。

一家私人公司宣稱對小行星的所有權，法律上還沒有相關的規定。1967年，100多個國家曾共同簽署了一項《外太空公約》。如果按照這個公約的規定，放置一個無線電發射器就有助于宣稱所有權。

第三步：開始挖掘

太空礦工最看重的不是金子，而是水。當水被分解成氫和氧兩種元素的時候，它的價值就更重大了：氫可以給電池充電，也可以重新與氧結合，成為一種能量很大的燃料。在太空中挖掘水比從地球往太空運水更便宜。從地球向太空運送1加侖水的成本可能高達幾萬美元。行星資源公司可以將在太空挖出的水賣給政府或私人航天器，并從中獲利。

含碳的球粒狀小行星是尋找水的最佳場所。亞利桑那大學的榮譽退休教授John Lewis說，這些小行星的表面比較脆。不需要鉆洞，只要稍微挖一下，就能在這種小行星中找到水。

一大群挖掘航天器，用有倒鉤的腳牢牢抓住小行星的表面，可以用像大象的長鼻子一樣的吸管挖掘出富含水的土壤，另一些航天器則負責打掃作業留下的廢墟。然后，機器人會將這些土運到一個密封的容器里。一個處理器會加熱這些土壤，讓水蒸發出來，并把水蒸氣收集到儲存罐里。

太空礦工在挖掘金屬的時候面對的挑戰要更大一些。田納西大學的地質科學家Harry McSween說，金屬型小行星可能根本無法開采。要錨定在這樣的天體上本身就很難——鉆頭型的著陸墊根本就不管用——更別提要從這樣的小行星表面挖下一塊東西進行處理了。他說，“考慮到這樣做需要耗費的能量，你可能會覺得這樣的操作是不現實的。”

但是Lewis指出，有些小行星可能含有高達30%的金屬，這些金屬呈鎳鈷系合金形式和鉑族金屬合金形式。他說，“誘人的是，只要用一塊磁鐵就可以將金屬微粒從土壤中分離出來。”

有些富含金屬的小行星可能值得將它們整體拉近地球。Lewis說，“這些小行星中金屬的含量非常高，你忍不住會想，能不能把它們整個都帶回來。”

第四步：運送商品

在太空出售，但是誰會來買呢？

現在還不清楚誰會購買這些太空礦工費了這么大的力氣挖掘出的礦產。

最有利可圖的大概是鉑族金屬——這也是可以運回地球的幾類太空商品之一。Lewicki說，“這些金屬會給我們的高科技工藝帶來巨大的影響。”今天，鉑族金屬主要用于石油工業的催化劑。它們也可以用于硬盤驅動器、汽車火花塞和醫療設備。

小行星中通常會含有0.0015%的鉑族金屬，一顆500噸的小行星上的鉑族金屬儲量將是地球上含量最高的礦床儲量的三倍。這給經濟帶來的影響將是無法預測的。

但是大多數在小行星上制造的商品只有在未來，人類在太空的活動比較頻繁的時候，才能派上用場。例如，可以在地外設置燃料補給和水補給站，為長途飛行中的航天員服務。如果沒有這樣的長途飛機，這種業務模式也就沒有用了。

類似地，在小行星開采的金屬也可以用于在太空建造太空站和宇宙飛船。我們可以利用這些太空原料在太空中建造航天器，而不需要從地球上運送材料。如果沒有在軌建設活動，顯然也不會有這樣的業務。

如果太空站能夠為長期居民生產食物，他們將構成一個比鋼鐵更加有利可圖的市場。在太空開采的氮和氨可以用作肥料。如果人類想在太空建設家園，這樣的產業是必不可少的。

行星資源公司的計劃不僅是一個商業計劃，而是一個支持太空探索的極盡浪漫想象的藍圖。

（via popularmechanics）