我們距離太空采礦還有多遠？

本文為《半月談內部版》2024年第5期內容

遙遠又神秘的小行星上豐富的資源受到政府、學界、媒體等廣泛關注。當科幻電影中小行星采礦的橋段在現實中被熱議，不禁讓人思考：我們距離小行星采礦究竟還有多遠？

從近些年的媒體報道來看，美國、日本等國已向小行星發射了探測器，開展小行星探索計劃，并帶回了小行星物質樣本。受訪專家認為，雖然從技術發展和成本角度考慮，小行星采礦短期內不具備可行性，但可進一步加大相關探測、開采技術研究，為小行星采礦等做好前期技術搭建。

小行星采礦“走出”科幻電影

一臺探測器遨游在孤獨的宇宙中，當它鎖定一顆小行星后，調轉方向、著陸、伸出機械臂開始開采礦物……

這樣的情節目前只出現在科幻電影中。現實中，隨著人類對小行星的研究和探測不斷深入，小行星采礦是否具有可行性屢成熱門話題。

據公開資料介紹，小行星是繞太陽運行的小型巖石天體，它們要比同樣繞太陽運行的行星小得多。按成分劃分，小行星主要分為C型（含碳）、S型（硅酸鹽加上金屬的混合物，類似于鎳鐵石隕石）和M型（主要由鐵鎳構成）。當前，世界各國對鐵、鉑和鎳等金屬的需求量很大，很多是具有戰略性的礦產資源。以鐵鎳材料為例，它能夠制造出高精度、高可靠性的電子器件，也是航空、航天器發動機和其他高溫機械零件的理想材料。

隨著地球自然資源不斷被開發，一些國家更加重視獲取資源的新途徑，將目光投向小行星。有媒體報道，小行星數據庫Asterank追蹤了60多萬顆小行星的相關數據。據其評估，不少小行星價值超過百萬億美元。如此“價值連城”的小行星，讓一些國家看到了先機。

美國是最早開展行動的國家之一。《美國商業太空發射競爭法案》于2015年簽署生效，允許個人和私營企業進行太空采礦。“誰發現歸誰”的規定在當時引發媒體對“太空淘金”的熱議。隨后，美國、日本等國家發射探測器開展小行星探索計劃，并已有探測器攜帶小行星樣本回到地球。

日本宇宙航空研究開發機構的小行星探測器“隼鳥2號”于2014年發射起航，在2020年從小行星“龍宮”返回，帶回約5.4克行星表面樣本，首次在地球以外確認“生命之源”氨基酸的存在。目前，“隼鳥2號”還在繼續其太空之旅，將對另一顆小行星進行探測。美國國家航空航天局（NASA）于2016年向小行星“貝努”發射了“冥王號”探測器，于2023年9月帶回含有微量水和碳的樣本。

技術難關和成本高昂成現實難題

盡管小行星采礦前景廣闊，能為各國儲備戰略資源提供充足支撐，但想在遙遠的小行星真正實現勘探、采集并非易事。從技術、成本等多方面考慮，人類還需要突破層層難關。

——從技術層面分析，人類對小行星的探索僅處于初級階段。

受訪專家認為，盡管人類已開展深空探測計劃，發射探測器造訪木星、土星、天王星和海王星等，對這些行星的了解愈發深入，但探測和采集的難度不可同日而語。

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究員徐振邦說，小行星采礦的流程可劃分為三個階段。先是探測，通過發射探測器確定小行星上是否存在貴金屬等資源。再是勘探，根據該小行星的成分、與地球的距離、到達它所需的時間，以及其飛行和旋轉速度等因素確定勘探方式，采集樣本并對其表面進行挖掘，確認是否有足夠材料可供開采。最后一步才是開采。

目前人類在這一領域的技術進展僅突破了勘探的初級階段，即將少量樣本帶回地球。“冥王號”探測器是在采樣臂與“貝努”表面接觸后發射了一發壓縮氮氣，用采樣臂頭部捕獲氣體揚起的表面物質；“隼鳥2號”則是在接觸表面后發出鉭質子彈，捕獲子彈揚起的物質。

——高昂成本導致商業化小行星采礦面臨挑戰。

從地球飛往遙遠的小行星，動用一系列高科技設備、技術實施礦物采集，這不僅需要技術突破，更需要持續投入大量資金加以支持。國際宇航聯空間運輸委員會副主席楊宇光認為，即便太空發射的成本能降低，更多也是在近地層面，而對于深空探索來說，航天運輸成本實質性降低還有很長的路要走。有外媒評論稱，高昂的投入成本、漫長的時間周期、預測潛在利潤的難度等因素，使一些小行星采礦公司許諾的可觀利潤并不能在短期內實現。

已有高科技企業由于資金問題導致計劃失敗。早在十多年前，美國深空工業公司和行星資源公司就啟動了相關項目，從多個投資公司吸引風險投資。但最終都未開發出獨立的盈利平臺，導致許多投資者紛紛撤資。

既要“仰望星空”也要“腳踏實地”

我國在航空航天領域成果豐碩、發展迅速，在深空探索領域也逐步深入。未來，我國也會在月球探測、行星探測和運載技術等領域進一步發力。

國家航天局公布了我國探月工程四期、深空探測任務后續規劃。公開消息顯示，我國計劃2030年前實現中國人首次登陸月球，也開始著手實施小行星探測任務。“天問二號”探測器預計在2025年前后發射，對一顆近地小行星進行探測并采樣返回。

“雖然現在帶回的小行星樣本量很少，但科學研究價值非常高。從科學研究和牽引航天技術發展等角度來看，都有必要對小行星進行探測。”楊宇光認為，考慮到高昂的航天運輸成本和小行星低重力資源等因素，在采礦應用層面，小行星資源的原位利用爭議較少，但帶回地球的模式還值得商榷。

“風物長宜放眼量。”徐振邦認為，在開展小行星采礦等長遠期深空探測計劃的同時，我國目前還需扎實開展探月工程，關注可行性更高、價值更大的月球資源開采，并為未來技術發展做好相關驗證。比如地球上的氦元素主要是氦4，氦3儲量不足，而可作為清潔核能源的氦3在月球上儲量豐富。

目前我國科研人員利用“嫦娥五號”帶回的月壤已找到捕獲和保存氦3氣體的關鍵物質。徐振邦表示：“在此基礎上，我國可進一步加大相關探測、開采技術研究，既為未來月球氦3的原位開采利用奠定基礎，也為小行星采礦等深空探測計劃做好前期技術搭建。”

半月談記者：孟含琪 宋心平

原標題：《太空采礦？短期不可行，長宜放眼量》

來源： 半月談