太空挖矿与经济
❶ 小行星采矿计划的太空采矿简析
一、太空采矿计划
北京时间2013年1月24日消息,据国外媒体报道,美国一小群企业家有一个大计划——在太空采矿。美国加利福尼亚州的新公司深空工业(Deep Space Instries,DSI)22日宣布,它希望在2015年发射一队小行星拦截飞船,用来在附近的小行星上寻找资源,并利用它们造福地球。
该公司董事长里克-特姆林森说:“利用低成本技术和当今的年轻高科技天才对太空项目给我们留下的东西进行的革新,我们将能做到在几年前还被认为无法做到的事情。”这些似乎不可能做到的事情包括:建造所谓的“萤火虫”飞船,用来捕捉近地小行星,即围绕距离地球很近的轨道飞行,或者是距离地面小于3亿英里(4.83亿公里)的小行星。DSI表示,2013年1月24日开始他正在与美国宇航局和其他公司联合实施该计划。这种遥控飞船将会大小不一,它们在太空飞行2到4年后,会把重达150磅(68.04公斤)的矿物送回地球。特姆林森说:“这是打算开采从地球附近经过的小行星上的矿物资源的第一项商业活动。”
然而这项活动才刚刚起步。该公司打算开采小行星上的矿物,并把原材料转变成复杂零件,而且它称,这些年来小行星的数量不断增加。该公司CEO大卫-甘普称:“每年发现超过900颗新小行星从地球附近飞过。这些小行星对于地球,将会像美国明尼苏达州的铁岭矿山(Iron Range)对上个世纪的底特律工业一样重要——需要的重要资源就在手边。这样的话,从小行星上获得的金属和燃料,将会对本世纪的太空产业的发展起到很大促进作用。这是我们希望看到的。”
DSI董事会成员马克-桑特尔称,很多小行星是由像沥青一样的金属和铁镍金属组成的。他形容这些成分是“极贵重材料”,而且它们“将会成为21世纪的主要资源的来源”。桑特尔说:“光开采小行星上的稀有金属并不经济实惠,但是如果把它们制成用于太空业的挥发性大块金属,将会对我们产生很大意义。”该公司有机会取得成功吗?很多太空商业冒险活动均以失败而告终,然而太空探索技术公司是个例外,它已与美国宇航局签署合同,将会向国际空间站发射补给船。
DSI在太空采矿业也有竞争对手,2012年一家名为行星资源(Planetary Resources)的公司宣布相同计划,并称它已经得到Google公司拉里-佩奇和埃里克-施密特、小罗斯-佩罗和詹姆斯-卡梅隆的资助。DSI表示,这项活动也已经有了一些投资者,但是它称,22日宣布的消息有望吸引更多人关注该计划。
目前距离地球最遥远的探测器为旅行者1号,其自1977年发射升空后就开始漫长的行星际之旅,到2013年1月24日已经飞行了182亿公里,按这个速度需要花上7万年才可以抵达半人马座阿尔法星,而该恒星系统前不久发现了一颗奇特的行星。开采小行星资源之所以有助于恒星际飞行,是因为前者可提供相关深空飞船制造技术,以及建立空间“加油站”等。科学家估计一颗直径为2.5公里的近地小行星包括价值至少20万亿美元金属资源。
天文学家已经发现了距离地球最近恒星系统中存在行星信号,而且在距离地球11.9光年的鲸鱼座τ星也探测到了行星信号,当第一颗真正的系外可居住星球被发现时,公众支持的高涨也有助于打造恒星际飞船。研究人员估计本世纪末将会进行第一个星际航行任务,人类具有强大的潜力,比如1903年才发明第一架飞机,至2013年1月24日止航空飞行已经成了家常便饭。也有科学家认为这个时间还是太长了,在未来五至十年的短期就会开始执行深空飞行的任务,但是前往另一颗恒星需要花上相当长的时间。
二、开采难度
开采小行星矿产时具有相当大的难度,如果是一颗体积较大的大型小行星就较为容易进行登陆采样,但对于一颗宽度仅50米至500米的小行星就显得困难重重,而且此类天体的行为更像大型空间岩石,表面为零重力场。美国国家航空航天局前火星任务主管克里斯·莱维茨基认为还是先通过Arkyd 300飞掠小行星收集数据,接着才能研制可适用于此类小型天体的挖掘机器人。
三、行星采矿机器人的成本费用
克里斯·列维奇(Chris Lewicki)提及了机器人的制造费用,此费用低得令人嗔目结舌。“凭借高速度、高风险的航空器发展,我们将把每个采矿机器人的成本控制在一千万美金以内,把发送及制造机器人的总开销控制在一亿美金之内”,这对于其他航空项目而言不过是一个零头。当然这只是总项目的一部分开销罢了。凯克太空研究学院(Keck Institute for Space Studies)的一群科学家及工程师们发布了一份白皮书。白皮书指出,开采小行星作为人类科研或是开发的所需科技已经基本成熟,但这项工作大概需要26亿美金。如果Planetary Resources走得是这条路,看来这钱肯定是省不下来了。
❷ 在太空采矿有哪些技术难点
首先就是宇航问题,如何能够把大量的采矿设备运往太空。航天飞机加上助推火箭以及燃料才不过几百吨,真正能够发射上去的有效部不过几十吨。而航天飞机是低轨道运行,根本就没有到达月球或者其他天体附近,阿波罗登月火箭最后发送到月球的质量才十吨左右。可而采矿设备单单自身重量就不下几十吨甚至上百吨,而且这还仅仅是一台设备,一个采矿基地不可能只有一台设备。你就是在外太空制造,建立太空工业基地的必须设备以及物资,恐怕也数以千吨,甚至万吨计。还有数以千万吨记的矿产物资如何返回地面,总不能当流星扔向地球吧?人类的宇航能力远没有达到建立太空,工业基地或者采矿基地的水平。
其次是能源问题,不是指火箭燃料,而是采矿基地机器运行的能源问题。外太空没有空气,柴油汽油完全作废,虽然可以利用核能和太阳能,但是工业机器所耗费的电量绝非自身携带的太阳能电池板所能承担的了得,而我们的蓄电池技术也无法达到这个水平,弄不好每个设备都得撤电缆。机动性将受到极大的制约。
其次自动控制的问题,太空不可能有太多的工作人员,必定无论是宇航训练,还是太空环境都有许许多的的问题。并不适合大多数人。所以能自动化机器化最好。然而人类今天的自动化水平还无法满足建立大规模太空工业基地,
❸ 全球首个开始招生的太空采矿专业情况是怎样的
近日,媒体报道,一家罗拉多矿业学院,开设“太空资源基础”课程。这是有史以来全球首个专门从事太空采矿研究的学术项目。这门独一无二的课程由美国科罗拉多矿业学院太空资源中心开设。自20世纪90年代,学院便已开始从事“太空资源以及就地利用”方面的研究,但一直仅限于理论方面。
尽管目前学院仍在等待2018年秋季开学的批准,但在刚过去的秋季学期,学院已完成了第一期试点课程。据阿布德·马德里教授介绍,每周二、四一共有12名学生通过网络进行学习,除了学院的学生,还有从事相关工作的进修者,也有政策分析、经济学背景的学生。在这些学生眼中,这不仅是一个教育机会,也是很好的社交机会,因为大家将会成为这个行业未来的领导者。
学院第二期试点课程将于明年1月开始,将挑选24位学生参加。而明年秋季的正式课程,将设1-2个分科,每科招收24名学生。
阿布德·马德里教授告诉红星新闻,自从今年7月份宣布招生开始,目前已经收到150多份来自世界各地的入学申请,其中也有一份来自中国。
阿布德·马德里教授称,如果梦想投身太空事业,请将自己的学历证明、GRE成绩、推荐信一起打包发至太空资源中心的邮箱,或许就能成为人类史上首批职业太空采矿者。
❹ 什么是太空采矿
太空采矿是,随着人类文明的发展,人类对资源的消费正急剧增加,地球资源枯竭恐怕已经是可以想见的未来,为此各国都未雨绸缪,各大公司都磨拳擦掌,准备进军太空,一方面向宇宙要资源,一方面走向太空,寻找新的殖民地。
❺ 如果我们开始在小行星上采矿,那会如何
以目前的科技非常难做到,不过随着科技的发展,终有一天我们可以实现,到那时候我们的资源将会大大增加。
一、太空采矿计划
北京时间2013年1月24日消息,据国外媒体报道,美国一小群企业家有一个大计划——在太空采矿。美国加利福尼亚州的新公司深空工业22日宣布,它希望在2015年发射一队小行星拦截飞船,用来在附近的小行星上寻找资源,并利用它们造福地球。
开采小行星资源之所以有助于恒星际飞行,是因为前者可提供相关深空飞船制造技术,以及建立空间“加油站”等。科学家估计一颗直径为2.5公里的近地小行星包括价值至少20万亿美元金属资源。
研究人员估计本世纪末将会进行第一个星际航行任务,人类具有强大的潜力,比如1903年才发明第一架飞机,至2013年1月24日止航空飞行已经成了家常便饭。也有科学家认为这个时间还是太长了,在未来五至十年的短期就会开始执行深空飞行的任务,但是前往另一颗恒星需要花上相当长的时间。二、开采难度
开采小行星矿产时具有相当大的难度,如果是一颗体积较大的大型小行星就较为容易进行登陆采样,但对于一颗宽度仅50米至500米的小行星就显得困难重重,而且此类天体的行为更像大型空间岩石,表面为零重力场。美国国家航空航天局前火星任务主管克里斯·莱维茨基认为还是先通过Arkyd 300飞掠小行星收集数据,接着才能研制可适用于此类小型天体的挖掘机器人。
❻ 太空中有无限的矿产,那以后能去太空中采矿吗
据报道,近日,有科学家发现在零重力的条件下,微生物可以帮助人类提取岩石中的经济元素,这意味着,未来人类或许可以“使唤”微生物去太空中开采矿石,这项研究也发表在最新一期的《自然·通讯》杂志上。
不过,由于太空中是零重力的环境,而且除了地球之外,其它星球上的环境都是非常极端恶劣的,这就导致在开采太空资源的过程中,人类想要抵达地外星球亲自开采是非常困难的,而借助无人探测开采设备,一些元素又很难被提取出来。
幸运的是,通过研究,科学家们发现微生物竟然可以将地外星球上的稀有元素提取出来,而在地球上,通过实验,已经证明了微生物可以采集到岩石中很难获取的稀土元素,未来也将逐渐开展太空实验,帮助人类获得太空资源。
说起来,用微生物来进行矿产资源的开采,看起来是一件非常不可思议的事情,科学家们发现,有一种叫鞘氨醇单胞菌的微生物,在遇到玄武岩之后,会通过一系列的化学反应,将玄武岩中的稀土元素给浸出,而在国际空间站中,在完全模拟零重力的条件下,鞘氨醇单胞菌的稀土元素浸出率,同样高达70%。
这个发现意味着,通过微生物去开采太空中的稀有元素,是完全可行的,只需要搞清楚哪一种微生物对哪一种稀有元素有效就可以了。
研究者表示,通过实验证明,鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌和贪铜杆菌在太空零重力的环境中,都可以存活,这是因为微生物中普遍具有特异性,这让它们可以在极端环境中仍然存活,不像人类和其它生物一样,离开地球在没有任何保护的情况下,就会丧命。
目前来看,火星、月球等环境中,鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌和贪铜杆菌都可以帮助人类在上面提取稀有元素,这意味着,很多人类暂时无法抵达的地方,未来微生物都会先行抵达,并且帮助我们采集到需要的矿产资源带回地球。
不过,这里也有一个问题,那就是如果未来地球上的微生物被人类送往不同的星球,它们是否会在太空中安家落户,导致地外生命的诞生?
❼ 国内有太空采矿公司要从宇宙淘金,这在现在可能实现吗
有可能实现的。如果和这颗小行星最终的价值相对比,50 亿元人民币的投入可以说是小巫见大巫了。直径为 10 米的富金属小行星净重大约是 10,000 吨,铂金富含丰度约为千分之一到百分之一,如果是百分之一的话,那就是 100 吨铂金,以 200 元/克计算,100 吨铂金在今天的价格达到了 200 亿元人民币。
太空采矿的主要目标是靠近地球的小天体,这些小天体大部分分布在火星和木星轨道之间,那里有一个被称为主带的小行星带,主带上的小行星由于引力的影响,会时不时跑到地球周围。人类现在大概发现了两万多颗小天体,它们不仅含有非常丰富的太空资源,而且比月球、火星的资源要容易开采很多倍,所以这些小天体将会成为我们走向太空的第一步。
❽ 太空采矿将是人类的科技发展新方向吗
太空的深邃令人向往又令人感到敬畏,人类的科技的高速发展推动了工业的步伐,这也让我们得到了科技的巨大便利,有了强大的机器使得我们向大自然获取资源和利用资源就更加地方便!未来的科技是不可估量的,太空采矿将会是人类科技发展必不可少的新方向。
人类在不断进步,科技不断创新,我们只能利用科学技术合理地利用好我们身边的所有资源,将资源有效地集约地用到真正需要的地方去,同时我们倡导大家要做到爱护环境,做好垃圾回收的正能量工作,将资源合理地利用起来!
❾ 为什么人类到现还没有任何国家开始太空采矿
“就我目前知道的科技,太空采矿应该不是一件很难的事”,请问你从哪里知道的呢?目前有机器登陆月球的国家只有美国前苏联和中国,载人登月的只有美国。最多也就是能够带回点儿样本,陨石采矿就更不靠谱了,陨石在谈空中离散分布,要俘获其是有多难自己可以想想。含量和储量是不同的概念啊,假如太空中有一块儿陨石含铁量95%,但是只有10吨重,你觉得采集它有意义吗?
记得采纳啊
❿ 快去宇宙抢矿藏
“壮阔的荒凉。”
这是1969年美国宇航员巴兹·奥尔德林登上月球时的第一印象。现在,尘封40多亿年的月球依然是一片苍凉沉寂,但这不会持续太久。如果太空采矿步入正轨,未来的月球旅行者将看到一副完全不一样的场景:深深的伤痕、忙碌的挖掘机器人和连绵的矿山。
这看起来像是未来主义者幻想中的场景,但并非不可思议。各国公司已经“磨刀霍霍”,准备瓜分宇宙啦!
如何采矿?
找到矿产之后,还要解决如何在低重力或零重力条件下安全着陆和采矿的问题。对于任何被送往其它星球进行挖掘工作的机器人而言,首要的条件便是它必须小巧轻便,以便于放到火箭上进行发射;但反过来,它也必须具有一定的质量,这样才能稳稳地落在那些重力比地球小的星球上,并顺利展开工作。
要兼顾这两点并不容易,至少科学家们目前还做不到。比如2014年11月,欧洲航天局的菲莱登陆器在登陆彗星67P时就出现了失误。登录器着陆的时候被地面弹开,最后降落在悬崖附近。此地的光线不足,导致着陆器供电不足,无法正常工作。小行星的质量和彗星差不多,所以登陆小行星和登陆彗星时所面临的情况差不多——引力很小或没有引力,这使得着陆和取样都是难题。
为了解决在些难题,各个公司各出奇招。在深空工业公司的计划中,派遣到小行星的取样飞船除了检测行星资源,还将一并检测其“可挖掘度”。可挖掘度意即登陆该小行星和挖掘矿产的难易程度。
曾协助美国宇航局开发勇气号和机遇号火星探测器的蜜蜂机器人公司,设计出了一款多“脚”的小行星水分提取器。它的多只特别设计的“脚”让它能牢牢地附着在小行星表面,哪怕表面如混凝土一样坚硬。小行星水分提取器通过钻孔获取混有冰的土壤,然后从中提取水分以供使用,而剩下的干燥土壤可以作为分析资源的样本。
美国宇航局正在测试用于月球露天开采的采矿机器人。这台名为Rassor(全称“表土层先进表面系统操作机器人”)的采矿机器人两端都有滚轮式的铲斗。这两个挖掘滚轮可以向着相反的方向旋转,互相为对方提供足够大的摩擦附着力,让挖掘工作得以在低重力环境中顺利进行下去。然后,这些小“矿工”将挖掘到的土壤倒入专用的设备中,分离水分和矿物。
谁挖到就归谁?
在不久的将来,我们不仅可以将太空资源运回地球,还可直接在太空建立加工工厂,甚至将破坏地球生态环境的工业迁往太空。
不过在这之前,我们得先明确太空采矿是否合法,采到的矿产都归谁所有?
目前仅有两个国际条约提到过太空矿产开采问题:《外层空间条约》和《月球协定》。二者都认为太空是属于全人类的,人们可以自由开采和利用月球及其他天体的资源。从中我们可以看出,确实是谁挖到就归谁。也就是说,如果我国明天在月球上挖出了几百吨镧的话,我们并没有犯法,并且这些镧都是我们的。
随着太空采矿事业的快速发展,许多经济问题也随之产生。最明显的问题就是所有权冲突。如果有多个公司宣称自己有权利开采某颗小行星,并在上面建立工厂,我们可以想象这些公司及其所在国家间的将爆发的矛盾。事实上,这已不仅仅是资源开采问题了,它已逐渐成为地缘政治问题,没有国家希望其他国家成为某个星球或某项资源唯一的拥有者。
另一个大麻烦是垄断和随之产生的贫富差距。进入太空采矿行业的高成本,加上经济和法律制度不健全,会造成该行业史无前例的垄断。只有极少数人能把公司开到外太空,并建立连锁,其产出将成倍增长,或许到最后会发展成为一个比地球上任何企业都大数百万倍的公司。所以太空采矿业会将资本集中到少数人手中,加剧贫富差距。
不过这些问题都无法阻止人类瓜分宇宙资源的步伐,人类将会建立一个涵盖整个外太空的完整的经济制度和法律体系。到那时,太空中就将布满人类的开采基地,上面穿梭着各种忙碌的机器人。部分人类也将移居于此,负责维护生产设备和进行其他科学研究。
?本文源自大科技*科学之谜 2017年第1期杂志文章