到太空去采礦

高　峰

宇宙中的許多小天體含有比地球豐富得多的礦藏。據天體物理學家研究，距地球較近的“阿波羅”小天體，約有直徑100米的小行星1000～2000顆。它們當中有一些幾乎是純金屬球，除鐵外，還有豐富的鎳、鈷、鉻、錳、鋁、金、鉑等。1986年發現的一顆編號為1986ＤＡ的小行星，直徑不足2公里，卻貯藏有1萬噸黃金、10萬噸鉑、10億噸鎳、1０0億噸鐵！所以，科學家們想到宇宙去開礦，以解決地球資源的不足。

到宇宙開礦，科學家們設想出兩種方法：一是在小天體上直接開采，然后用宇宙飛船或“天梯”將礦石源源不斷地送至地球，這種方法必須在月球建造中繼站，通過月球的倉庫，實現礦藏的儲存和運輸。二是用人為的力量將較小的天體改變運行軌道，然后以極小的速度降落到地球指定的地點。科學家們認為，讓小天體改變軌道并不難，宇航員甚至可以用繩索將小行星捆綁，用飛船將它拖離軌道。困難的是如何克服小行星降落時的加速度，讓它平安地降落，避免殞石撞擊地球的災難。目前，科學家們認為較為可行的是第一種方案。科學家們設想，可以用運載火箭或飛船先將一套重約60噸的自動化機器送上月球。這在技術上是可行的，因為人類已成功發射過90噸的太空實驗室。這套自動化機器有一臺小型號的電磁采礦機，它能自動采集月球表面的稀土，將它加工提煉成硅，機器人將這些硅裝配成一組組太陽能電池，作為月球工作站的啟動能源。智能機器人將電源通入自動化生產的工作母機，工作母機按指令生產出一代又一代的采礦機和太陽能電池，月球站就有了足夠的能源和動力。這時，工作母機啟動其他程序，生產各種建筑材料，機器人們按要求建造倉庫、道路和各種運輸設備。一個個宇宙礦產中繼站在月球上建成了，它們有不同的分工，有的負責儲運鐵，有的儲運鋁，還有的儲運金和其他貴金屬。

將在小行星上采到的礦石運到月球倉庫，再運到地球，用飛船或航天飛機當然是可行的，但是成本太高，每公斤要花費2000美元。用這種方法運金或鉑也許還行，如運其他金屬就不合算了。因此，有科學家提出了一種新式的“天梯管道運輸法”。大家知道，有一種同步衛星，它環繞地球時旋轉的角速度與地球自轉的速度是一樣的，看上去就像懸在空中不動似的。如果從同步衛星上用一根繩索和地球上的一點對接，然后用航天飛機運送機械設備和裝置，沿繩索裝配出一個巨大的管道，管道中裝上電梯，讓衛星和地面聯接起來，來自月球、小天體的礦藏、人員、設備就可以在管道中來來往往。科學家們認為，這種運輸天梯能用月球或衛星太陽能電站電力作運轉動力，成本很低，運輸量大，只要機器不出故障，可以不間斷地運來運去。但是，從同步衛星到地面有幾萬公里的距離，有什么材料能經得住狂風的襲擊？月球的自轉速度與地球不同，從月球到同步衛星的管道怎樣設計才能同衛星到地球的管道相協調？這是一大難題。因此，運輸天梯的設想似乎是不可行的。

正當科學家們為礦石從宇宙運向地球的難題苦惱時，有一位科學家提出了電磁通道的設想。向空間軌道發射足夠多的電磁環，利用電磁環的相互感應原理，疊成一個超長的空心管道。再用一根導線穿過管中央，讓其首尾連接，形成回路。通電后，導線的磁場推力將足以維持空心管的中空姿態。在磁通道中裝上電梯，就能進行礦石的空間運輸。很多人認為，磁通道的設想比直接建管道要現實得多，但是，用什么材料做環，怎樣發射，會不會帶來環境問題和空間通信的干擾，投資如何解決等等，都需要進行幾十年的可行性研究。

還有不少科學家對天梯的兩種設想都持懷疑和否決的態度，認為都不切實際。到目前為止，人類開發月球和火星的計劃還在探索之中，所有的設想還只是紙上談兵，只有空間發射器、飛船和太空倉已成為現實。最可靠的空間運輸技術，還是使用飛船，空間科學家的任務是如何大幅度降低飛船的運營成本，使宇宙采礦有利可圖。

飛向太空，移民太空，開發利用宇宙的能源和礦藏，是人類的共同理想。人類對客觀世界的認識是不斷深入的，在宇宙探索上也是一樣，在2000年以前，人們只知道月亮上有嫦娥，有月宮，有吳剛和玉兔。2000年以后，人類卻登上了月球，準備開發月球。在幾十或數百年之后，空間技術將有突飛猛進式的發展，使用從太空礦藏產品，在將來會是一件十分平常的事。