此前，據外媒報道，美國發布了一份名為《太空資源開采和使用的國際支持保障》的文件，為將來美國進入太空，尤其是前往月球和小行星開采太空資源正式確立了政策。
雖然這一文件引發了無數爭議，但不可否認的是，外太空的資源開采是極具誘惑力的。據了解，小行星上擁有豐富的碳、硫、氮、氫，開采后能夠為人類提供豐富的原材料和燃料。此外，一些地球上比較稀缺的資源如鉑系金屬、鈀金屬等，在外太空也有大量分布。
那么，如果地球遇到礦產資源瓶頸，太空能順利成為人類的資源補給站嗎?人類想要進行太空采礦，還需要克服哪些障礙?近日，中國礦業大學特聘教授張克非在分享科研進展時，對這些問題進行了解答。
近地小行星目前最適宜開采
“在未來100年內，人類為生存必須離開地球，去太空尋求新的家園。”2017年英國物理學家霍金的這句預言，或許將成為現實。
據張克非介紹，石油、天然氣及煤炭是世界能源供給及消費3個支柱，共占一次能源消費的85%以上，根據2019年《世界能源統計年鑒》顯示，3種能源儲量分別僅夠維持50年、50.9年及132年的全球消費。
同時，據聯合國人口基金會預測，全球每年增加人口數量將保持在8600萬以上，到2050年世界人口將達到98億，能源需求量日益增加。
為了破解地球礦產資源枯竭的瓶頸與人類共同體可持續發展難題，開發與利用豐富的太空資源勢在必行，太空采礦應運而生。
近地小行星，指的是那些軌道與地球軌道相交的小行星。此前，據外媒表示，美國國家航空航天局(NASA)跟蹤著大約16700個近地小行星。這些小行星上的水、硅、鎳、鐵都是開發重點。水分解成氫和氧后，可以作為動力燃料填充飛行器，清潔且成本較低;硅可用于發展太陽能系統;鎳和鐵則是太空制造業的潛在資源。
據張克非介紹，小行星按照光譜特征可分為C類(碳質)小行星、S類(硅質)小行星、M類(金屬質)小行星等。其中C類和M類小行星被認為含有巨大的礦產資源和經濟價值，可以為人類所利用。具體來講，C類小行星富含碳、氫、氧、氮等元素，能夠為深空探測提供燃料，作為太空探索的補給站;M類小行星主要由鐵、鎳構成，有些小行星中鉑系金屬元素含量很豐富，例如鉑、鈷、銠、銥、鋨等珍稀金屬。
張克非表示，太空資源開采的目標集中在小行星，是綜合多方面因素的考量。
“考慮到現代科學技術、資源開采價值、地球安全性等原因，現階段最適宜開采的目標是近地小行星，且已有的研究證明，有將近1500多顆小行星具有非常高的可采性和開采價值。”他說，開采近地小行星上的礦產資源，還有可能降低部分小行星撞擊地球的風險。
太空采礦還需克服多個障礙
麻省理工學院曾發表文章估計，在地球上新開發一座稀土金屬礦約需10億美金。相比較而言，在不遠的將來把一顆體積較小的小行星帶回地球，需要的成本不相上下。不過，在遙遠的太空，想做一名好“礦工”，除了成本之外，待解決的問題還有一籮筐。
“太空采礦首先需要克服低/微重力下的低反作用力，要保證設備能夠在風化塵土上實現完全自主智能運行。另外，采礦過程中還要克服亞表層巖石的障礙，要能解決設備長期夜間工作與能源存儲等問題。”張克非表示。
此外，張克非還強調，地球與太空的通訊問題也存在很大挑戰，如果在太空采礦時發生問題，不能及時發送信息到地面做出判斷，可能會造成無法估量的損失。
要解決這些問題，空間信息技術是關鍵技術之一。據了解，目前，科研人員正在就太空導航定位與信息感知、太空采礦智能裝備等問題進行研究。“人類在地球的活動，特別是大型工程項目，測繪是先鋒。在月球和火星探測方面同樣如此，我們首先要建立基準，然后才能指導勘察、采礦、機械操作。”張克非介紹，要早日實現太空采礦，還需要開展太空導航定位與信息感知、太空采礦智能裝備、太空資源勘探與采選、太空資源空間安全以及太空資源綜合利用等方面研究，突破不同重力環境下的空間環境監測、太空資源的利用途徑、太空資源就地加工與原位利用、太空資源快速運輸等一系列技術難題，這樣才有望為太空采礦工作提供有力保障。(記者 金 鳳)
關鍵詞： 太空采礦
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