據(jù)Aeon Ideas網(wǎng)站報(bào)道，在小行星上采礦看起來就像是科幻小說里的東西，但有些公司和政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)在努力使之成為現(xiàn)實(shí)。這并不令人驚訝：與工程師在地球上建造的令人驚嘆的橋梁相比，小行星上采礦實(shí)際上只屬于小規(guī)模的操作。想在要擔(dān)心的是，利用小行星采礦可能不會(huì)很快實(shí)現(xiàn)，來不及幫助解決當(dāng)前世界所面臨的緊迫資源挑戰(zhàn)。
圖：藝術(shù)家設(shè)想的小行星采礦場(chǎng)景
作為一名學(xué)術(shù)研究人員，我（本文作者菲利普·梅茨格（Philip Metzger），行星科學(xué)家）與幾家致力于小行星采礦的公司合作，以嘗試解決這個(gè)緊迫問題。我需要它們提供資金支持，所以也不能透露它們的商業(yè)秘密。然而，我可以揭示自己為何對(duì)小行星采礦的商業(yè)前景持樂觀態(tài)度的原因，以及它對(duì)我們未來的意義。
許多人對(duì)小行星采礦持懷疑態(tài)度，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這一目標(biāo)是將鉑金帶回地球的金屬市場(chǎng)出售。記者們反復(fù)引用一項(xiàng)不可抗拒的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，認(rèn)為小行星上的鉑金價(jià)值可達(dá)數(shù)萬億美元，但任何了解經(jīng)濟(jì)學(xué)的人都知道，把大量貴重金屬帶回地球會(huì)讓市場(chǎng)崩潰，從而降低小行星的估值。另一方面，如果少量出售鉑金以保持高價(jià)位，就像鉆石行業(yè)所做的那樣，那么小行星采礦公司如何能與從成熟、低成本陸地供應(yīng)鏈和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中獲益的地球礦業(yè)公司競(jìng)爭(zhēng)呢？
這就是為什么鉑金不是小行星采礦主要目標(biāo)的理由。相反，來自小行星的首款產(chǎn)品將會(huì)是不太珍貴的水。對(duì)火箭科學(xué)家來說，水是推進(jìn)劑的原材料。從地球?qū)⑺l(fā)射到太空會(huì)消耗大量的推進(jìn)劑，這使得整個(gè)過程顯得得不償失。幸運(yùn)的是，在太空中，水的蘊(yùn)含量也十分豐富。水可以被輕松地從粘土礦物中提取出來，而這種粘土礦在被稱為碳質(zhì)小行星的普通天體中十分常見。
當(dāng)與礦物分離后，水就會(huì)被電解成氫和氧，用于制造火箭推進(jìn)劑，它們是火箭燃料的關(guān)鍵成分。在太空中使用火箭推進(jìn)劑將降低在太空中做其他事情的成本，從而為地球以外的供應(yīng)鏈和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)形成良性循環(huán)。不過在此之前，我們必須找到能夠啟動(dòng)整個(gè)流程的客戶。
誰會(huì)購(gòu)買由小行星上提取的水制成的火箭燃料？一種想法是將其出售給電信公司，以支持它們將衛(wèi)星送入軌道。10年前，大多數(shù)衛(wèi)星都是附在小型火箭上發(fā)射的。火箭最初將衛(wèi)星送入地球同步傳輸軌道上，這是個(gè)橢圓形軌道，它的近地點(diǎn)距地球表面只有數(shù)百公里，而遠(yuǎn)地點(diǎn)約為36000公里?；鸺\(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)后在那里點(diǎn)火，并繼續(xù)環(huán)繞軌道飛行，以便衛(wèi)星可以開始向客戶銷售數(shù)據(jù)。然而，使用一次性的火箭發(fā)射衛(wèi)星的成本非常高。
如今，大多數(shù)衛(wèi)星的所有者會(huì)在火箭上安置輕量級(jí)的電動(dòng)推力器。這樣的推進(jìn)器更便宜，效率更高，但功率更小。衛(wèi)星到達(dá)最終軌道需要6到12個(gè)月的時(shí)間。而時(shí)間就是金錢，所以這種延遲仍然會(huì)讓衛(wèi)星所有者損失數(shù)億美元的收入。
小行星采礦將提供第三種選擇。采礦公司可以把水賣給太空運(yùn)輸公司，后者將利用它來為停在地球軌道上的太空拖船補(bǔ)充能源。這艘拖船將與新發(fā)射的地球同步傳輸軌道衛(wèi)星對(duì)接，并在一天之內(nèi)迅速將其送入最終軌道。根據(jù)我們的計(jì)算，這項(xiàng)服務(wù)的總費(fèi)用，包括資本回收、財(cái)務(wù)費(fèi)用、保險(xiǎn)和所有各方的利潤(rùn)，將比現(xiàn)行方法損失的收入更少，所以這是個(gè)很有前景的商業(yè)案例。唯一的問題是，是否有足夠的早期客戶來建立服務(wù)。
這是NASA等國(guó)家航天機(jī)構(gòu)可以提供幫助的地方。如果他們開發(fā)出太空燃料補(bǔ)給站，以降低探測(cè)月球或火星的成本。此外，如果他們提供太空水商業(yè)合同，以降低新采礦公司的資本投資和風(fēng)險(xiǎn)。通過這種方式，政府機(jī)構(gòu)可以確保私營(yíng)航天工業(yè)的早期成功。這對(duì)政府來說是個(gè)合法的做法，因?yàn)榧{稅人將從中受益。
小行星采礦基礎(chǔ)設(shè)施可以幫助解決一個(gè)重大的、迫在眉睫的資源問題。在10年或20年內(nèi)，當(dāng)前的衛(wèi)星和光纖系統(tǒng)將無法滿足對(duì)無線和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的需求。我知道，除了在太空中建造太大而無法用火箭發(fā)射的天線之外，沒有其他解決方案，因?yàn)闆]有其他東西能夠迅速滿足成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求。來自小行星的金屬不會(huì)在地球上出售，因?yàn)槠涑杀咎吡恕Ｋ鼘⒗^續(xù)留在太空，將寶貴的數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)字市場(chǎng)。
同樣的道理也可以證明，在這個(gè)世紀(jì)的某個(gè)時(shí)候，在太空中產(chǎn)生太陽(yáng)能比通過在地球上任何已知方法產(chǎn)生能源都要便宜。然后，能源可以通過微波傳送到地面。將大部分能源部門轉(zhuǎn)移到太空中將會(huì)減輕能源生產(chǎn)所帶來的環(huán)境影響，并能支持能源的整個(gè)供應(yīng)鏈。要知道，就連風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電也要占據(jù)大片土地。
有些估計(jì)顯示，到2100年，地球外的能源發(fā)電可能會(huì)減少1/4的人類工業(yè)排放。
請(qǐng)注意，這些想法都不包括將小行星上的物質(zhì)帶回地球出售。太空采礦的真正價(jià)值將是創(chuàng)造造福于我們所有人的太空產(chǎn)業(yè)，而來自太空的主要進(jìn)口產(chǎn)品將是攜帶數(shù)據(jù)和能量的無質(zhì)量光子。
我們的政府領(lǐng)導(dǎo)人應(yīng)該明白的重要一點(diǎn)是，投資太空采礦是對(duì)我們未來的安全押注，是他們能做的最安全的賭注之一。與當(dāng)前的商業(yè)運(yùn)作相比，美國(guó)宇航局和其他航天機(jī)構(gòu)將以更少的成本支持更多的科學(xué)探索，并產(chǎn)生更大的地緣政治影響力。拯救地球和提高我們的生活質(zhì)量可能只是我們免費(fèi)獲得的額外好處。
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