到太空采矿回来卖

　　2013年1月15日，一颗编号为2012DA14，直径约45米左右的小行星从极近处飞掠地球，距离最近时仅有27000千米，甚至比同步卫星的距离还近。恰巧在同一天，俄罗斯车里雅宾斯克遭遇了一场突如其来的陨石雨，陨石在空中爆炸引发的冲击波震碎了当地房屋的门窗玻璃，并导致1200余人受伤。这两次事件加深了人们对地球未来遭遇小行星撞击的忧虑，不过也引发我们思考这样一个问题：能不能将这些危险的“不速之客”变害为宝，让这些“送上门来”的宝贵资源得到充分利用呢?

　　NASA曾发布一份研究报告，估计如果将小行星蕴藏的矿产财富平均分配给地球上60亿人口，每人可得一千亿美元以上。

　　小行星上的财富

　　事实上，利用小行星上的宝贵资源造福人类这一想法由来已久。小行星是太阳系早期的孑遗，目前已知太阳系内共有70万颗以上的小行星，其中90%以上分布在火星和木星轨道之间称为“小行星主带”的区域，其余则散落太阳系各处，有的还经过地球附近，对地球的安全构成潜在威胁。

　　通过对小行星的光谱以及对落在地球上的陨石进行分析，科学界目前将小行星划分为石质、碳质和金属等多种类型。这其中，金属型的小行星主要由铁、镍构成，并含有多种金属元素，特别是铂、钴、铑、铱、锇等珍稀金属。据亚利桑那大学的约翰·刘易斯教授分析，直径仅1千米的普通小行星重达20亿吨，其中含有2亿吨铁，3000万吨高品质镍，150万吨战略金属钴以及7500吨铂系金属混合物，单单铂的价值就高达1500亿美元。

　　事实上，地球形成时这些密度较大的金属元素大都沉入地核，现今能找到的重金属矿藏有许多正是后来小行星撞击地球表面的产物。在全球金属消费量日渐攀升，地球金属资源即将耗竭的今天，设法开发小行星蕴藏的金属资源显得尤为必要。

　　相比开发月球、火星等星球而言，开发小行星资源具有显著优势：小行星的重力几可忽略不计，大大方便了飞船起降和采矿设备的建设，还可为高技术产业研发提供低重力环境;小行星的总数巨大，总表面积大，化学组成多样化，可提供不同的资源以供开采利用：珍稀金属可运回地球，普通金属可就地利用，用于搭建太空中的采矿营地及居所;碳质小行星上富含的水冰可分解成飞船所需的氢氧燃料，或用来满足航天员的生活需要，降低太空采矿的成本。

　　然而，小行星的低重力环境也是一把双刃剑，加之缺少磁场、大气层和臭氧层，无法屏蔽太阳及宇宙辐射，对航天员的健康构成严重威胁;主带小行星距离太阳十分遥远，太阳能的利用率只有地球附近的几分之一至十几分之一; 大多数小行星的结构疏松，开采和利用较为低效;主带小行星遭受陨星撞击较为频繁，可能很容易将辛苦建成的营地摧毁。这些都是开发小行星资源不得不面对的问题和挑战。

　　要开采一颗小行星，首先要选好目标。初期的太空采矿理所当然会把近地小行星作为首选目标。在小行星上着陆，需要将锚链像炮弹一样发射出去，牢牢钉死在小行星表面，再逐步收紧锚链使飞船降落。

　　由于主带小行星距地球有数十分钟的通信时差，将采矿完全交由自动机械来做似乎不太靠谱，可能需要建设采矿监视站，由专业人员定期巡视并维护。最后，还需要考虑如何将开采得到的矿物运回地球。

　　目前所设想的运输方案主要有直接运送矿石回地球，就地冶炼后运回金属，甚至将小行星整体拖曳到绕地轨道再行开采。相比运送矿石，运回金属可大大降低运输成本，但需要将冶炼设施先行运至采矿地点。最后一种设想看似离谱，但以现有的技术手段并非无法做到，且俘获来的小行星可为建设太空补给站提供平台，同时也能为未来地球防御小行星撞击事件进行先期的技术储备与实践。

　　截至目前，人类对小行星还仅仅停留在零星的无人探测阶段。但更大胆的行动也正在策划当中。“行星资源”公司于2010年11月成立，并已得到谷歌首席执行官拉里·佩奇与著名电影导演詹姆斯·卡梅隆等众多富豪的资助。它的目的是要借开发与实践小行星采矿的技术“扩大地球的天然资源基础”。

　　地球、火星和小行星带之间的“三角贸易”

　　第二家涉足小行星资源开发的美国公司是深空工业，今年1月宣布，将在10年内发射一系列飞行器探测并开采近地小行星上的矿物、水和其他资源。

　　“深空工业”CEO戴维·冈普说，该公司将于2015年发射名为“萤火虫”的飞行器，到达指定小行星并探索潜在资源。2016年将发射个头更大名为“蜻蜓”的飞行器，从小行星采样并运回地球，供科学家详细分析，确认小行星上的矿物是否具有足够价值并确定下一步探测目标。

　　“深空工业”设想，在“太空探测舰队”出发10年内，“萤火虫”将在经过的小行星中侦测各种金属矿产及航天工程需要的材料。更大胆的想法是，探测飞船还将寻找并收集诸如黄金、白金等稀有贵重金属，采集后运回地球出售。该公司还计划从2015年开始派遣一支由多艘小型太空船组成的“萤火虫”舰队，到太空中探寻各个小行星中是否有可供人类工业用的金属以及硅等矿产。

　　值得一提的是，冈普补充表示，直接利用从外太空小行星收集到的矿物资源，可以让外太空航空基站的修补和建造工程简化，由于不必从地球运送物资，因此将成为“能永久支持太空事业发展的唯一途径”。

　　开发小行星资源将为人类带来怎样的机遇与挑战?《赶往火星》一书的作者罗伯特·祖布林认为，未来地球、火星和小行星带之间有可能形成新时代的“三角贸易”：将高技术产品从地球运去火星，将低技术生产和生活用品从火星送往小行星，最后将开采小行星获得的金属矿物带回地球，如此可大大降低主带小行星的采矿成本，并将使人类文明冲出地球，放眼太阳系。

　　每人可得一千亿美元以上

　　不过，这些公司如今面临的任务都是先要开发新技术，以降低探索成本，将费用降低到现行费用的1/10～1/100。因为从地外星球采矿的可能性讨论了几十年，但是由于成本太高，至今未能实现。小行星表面着陆面临的技术挑战和成本都很巨大，更不用说开采足够分量的矿物并运回地球。

　　加州理工学院此前发布的一项研究显示，如果要在2025年将一个500吨的小行星拖到月球轨道，然后再开采，仅拖的成本就需要260亿美元，矿石开采和运输可能还需要投入数亿美元。

　　到小行星采矿的另外一个风险是，随之而来的太空政治化，以及将珍稀金属大量运回地球可能引发的金融动荡等一系列后果也发人深省。无论如何，铂系金属的广泛应用至少将大大推动以此为催化剂的化工、环保和制药行业，给我们带来更廉价的药物，更好的生活质量和更洁净的天空。

　　当然，研究并非是探索小行星的唯一目的。小行星是太阳系早期形成时的原始残留或行星毁灭后的残骸。它们大多存在于火星和木星轨道之间的小行星带内。尽管科学家尚未对小行星进行载人的全面探测，却仍掌握许多有关小行星构成的信息。天文学家通过分析小行星表面反射回来的光，发现除了铁、镍、镁之外，有些小行星还可能有水、氧气、金、铂等。小行星们离地球较近，因此科学家认为到小行星采矿完全可行。

　　NASA曾发布一份研究报告，估计如果将小行星蕴藏的矿产财富平均分配给地球上60亿人口，每人可得一千亿美元以上。《太空资源的勘探与利用》一书的作者约翰·刘易斯指出，直径一公里的小行星约有20亿吨重，而太阳系内大约有100万颗这样大小的小行星。据估算任意一颗小行星都会含有3千万吨镍、150万吨钴和7500吨铂，仅铂一项就价值1500亿美元以上。

　　NASA曾宣布，将于2016年发射航天器“OSIRIS-Rex”前往“1999RQ36”小行星进行探测，可能会在2023年登陆那颗小行星，借助机械臂采集至少60克表面物质样本。

　　对于小行星的探测，日本起步更早：日本“隼鸟”号小行星探测器于2003年5月升空，2005年11月在“丝川”小行星上着陆，但在采集小行星岩石标本时发生故障，很可能只采集到一些碎屑或微粒。此后，该探测器克服燃料泄漏、电量不足等困难返回地球，其密封舱于今年6月13日坠落在澳大利亚南部，之后被运回日本。

　　日本文部科学省宇宙开发委员还于2010年正式批准开始“隼鸟2”号小行星探测器的相关研究。“隼鸟2”号将飞往“1999JU3”小行星，该小行星位于“隼鸟”号曾着陆的“丝川”号小行星附近，距地球约3亿公里，被认为具有丰富的含水矿物和有机物。按照计划，“隼鸟2”号将于2014年发射升空，2020年返回地球。