采礦小行星

小行星與小行星帶是科幻小說中常見的故事發生地。在那里，未來的人類進行移民拓殖，提煉金屬礦物，或作為星際海盜的藏身地，隨時準備劫掠貨運飛船.....而現在，人類真的開始行動了！

到小行星上挖礦對人類有什么好處？當我們拋出這個問題的時候，此次活動的牽頭公司“行星資源”回答我們，那好處多了去了，“開發新的水資源、金屬資源、提高人類對外太空的認知，大規模的太空探險將創造出新的行業提供新的崗位......”

今年4月份宣布成立的行星資源公司，陣容強大，剛從馬里亞納海溝鉆出來不久的導演詹姆斯·卡梅隆攜多位億萬富翁（豪華陣容包括谷歌CEO、Word之父、太空旅游公司創辦人和NASA資深宇航員），他們決定把小行星上的水以及貴金屬作為開采對象。并宣稱，此舉將“給全球創造數以億計的GDP”，“為人類的繁榮昌盛提供基礎和保障”。

卡梅隆不是第一個打算把礦工發射到小行星上的好萊塢導演。1998年上映的科幻片《世界末日》中，布魯斯·威利斯扮演的鉆油井工頭率隊登陸一顆巨大的小行星表面，鉆探至小行星深處，放入核彈引爆。以免該小行星撞上地球造成毀滅災難。

最早描繪小行星采礦的人是Garrett P. Serviss，他于1898年發表了科幻小說《愛迪生征服火星》。在故事中來自地球的艦隊首先占領了一顆小行星作為前進陣地，火星人原本在這顆小行星開采黃金。在杰克·威廉森的《反物質飛船》中，蘊藏著反物質能源的小行星帶仿佛19世紀的美國西部，各色人等都在這里為了利益爭奪而廝殺。在科幻作家筆下，小行星成了交織著金錢與鮮血的太空“金銀島”。

采礦三部曲

回到現實世界，天文學家通過光譜觀測法來分析小行星表面反射的光，可以判斷出小行星的化學成分。研究發現，除了鐵、鎳、鎂之外，有些小行星上還存在水、氧氣、金、鉑等物質。因此，有識之士建議把小行星作為未來的資源貯備來使用，或是作為稀有原料的采礦場，或是開辟為太空驛站。當建設大型太空設施時，從地球上運輸金屬原料不但笨重而且昂貴，未來或許能直接從設在小行星上的太空工廠和開采制造這些原材料。正是因為小行星蘊藏豐富水源和貴金屬，引發了眾多名流結集一起成立行星資源公司。他們打算像以往的尋寶者一樣，承攬探尋、采掘、獲取一系列工作。

首先是選定合適的小行星。目標可以鎖定在火星和木星之間的小行星帶，也可以是在太陽系內自由飛行的小行星。但初期目標最好是從地球附近飛過的近地小行星。就距離而言，近地小行星最容易到達；就開采而言，自由飛行的小行星最合適，因為個頭小，直徑通常在十多公里內，重力幾乎可以忽略不計，成本最低。

現在已被確認的近地小行星有400多顆，其中直徑在1000千米以上的就有近百顆；直徑在50米以上的，數量高達100萬顆。這數以百萬計的小行星，哪一顆才有金銀呢？

行星資源公司打算用18個月到24個月完成項目第一步，即發射一系列微型太空望遠鏡，在小行星群中尋找合適開掘對象。這些望遠鏡僅有幾英尺長，幾公斤重，造價低，容易發射，可以組成一個窺視太空深處的偵察網絡。如果按計劃進行，此階段開支可控制在1000萬美元以內。

選定目標后，太陽能機器人礦工最快可在10年內登陸小行星。由于小行星上重力小，浮土層松垮，易于鏟除，“發明一種類似吹雪機那樣的機器應當不是難事”。就像用鏟雪機鏟除積雪、鏟出路面一樣，登陸小行星的太空機器人可輕易掘開浮層，進而挖掘金、鉑、水冰等資源。爾后形成常態，搭載機器人的飛行器往返地球和小行星之間，就像班車日常往返礦場一樣。

該公司希望通過建立燃料補給站來降低成本。在抵達第一顆小行星后，將開發上面的水資源、建立一個燃料補給站，然后再開采小行星上的金屬。從小行星上帶回的水被分解成氫氧燃料，供飛行器的推進火箭使用，以減少對地球供給的依賴。行星資源公司的專家說，水的獲取、分解和燃料加注應完全自動操作，由飛行器內部裝置自行完成。當一顆小行星上的礦產資源開采完之后，采礦設備可以打包裝入飛船，飛到下一顆小行星繼續挖掘。

收益分析

美國人約翰-劉易斯在1997年出版的《太空采礦：小行星、彗星和行星上的無盡財富》一書中設想，開發3554號小行星可獲利20萬億美元，其中8萬億美元來自鐵和鎳的礦藏；6萬億美元是鈷的價值；其余6萬億美元是鉑族貴金屬的價值。他因此斷言，資源危機不過是“源于無知的幻覺”。有趣的是，在這本書出版后，白金的價格漲了三倍。這或許說明了實業界對近期小行星采礦可行性的態度。

看起來天空中仿佛布滿寶石，只待人們去摘取。但小行星的獨特性質決定了它并不會輕易就范，人類尚需克服重重難關才能采得天上明珠。困難包括：小行星的分布十分分散，互相之間難以建立物質聯系形成規模開發效應；小行星表面的低重力會導致人體肌肉萎縮、骨骼軟化。長此以往，“小行星人”再難以回到地球的正常重力環境中。這會大大降低人們前往小行星工作的熱情；大多數小行星遠離太陽，小行星帶中的小行星離太陽的距離是日地距離的2至4倍。這意味著可利用的太陽能僅為地球的1/4或1/16。另外，很多小行星是由松散的團塊構成的，沒有堅實的土地可供“著陸”，開發很有難度。再者，小行星沒有臭氧層和磁層，對紫外輻射和高能粒子沒有抵御能力。要想不被輻射，需要“挖地三尺”，住在地下幾米深才行。但開發小行星也有其不可替代的優勢：低重力降低了工程建設難度，開挖土方和建筑房屋都不需要重型機械。低重力也降低了從小行星上發射飛船的難度。同樣，在低重力的小行星上著陸也容易得多。

而且有眾多的目的地可供選擇，目前已獲得編號的小行星有30萬顆之多。小行星化學組成各異，這就為宇宙飛船的燃料補給、采礦和移民提供了多種資源。從地球可以很容易飛往某些近地小行星，所需燃料甚至少于飛往月球。小行星的表面積-體積比很高，使之能被高效地探測與開發。高真空與低重力的環境是開展空間工業的絕佳場所。比如新材料開發、晶體生長、新藥制取等。許多小行星（特別是不活動的彗核）含有大量的可揮發物質與碳（約占總組成的5%），這些都可供人類及植物生存之需，便于在上面建造人工生物圈。計算表明，如果把所有的小行星都加起來，其容積比在地球表面蓋滿一英里高的摩天樓還要高，這絕對可以容納未來的人口膨脹。

對于行星資源公司的創想，哈佛大學小行星中心主任蒂姆·斯帕爾說，把鉆井設備帶入太空安全作業“聽上去又貴又難.....想靠它掙錢超難”。麻省理工學院行星科學教授理查德·賓澤爾也認為這一項目“也許超前了幾十年”。不過，僅憑現有技術，在小行星上采礦是完全可行的，缺乏的只是資金和意愿而已。現在，有一群“不差錢”的人愿意促成此事，我們當樂觀其成。畢竟，靠開采小行星而一夜暴富是比煤老板更值得傳誦的創業神話。

對話“行星資源”

記者：為什么從現在開始努力？

行星資源：人類對小行星早期的了解來自對隕石的研究，更多的相關數據是從航天器對少數小行星的探索中獲得的。我們現在開展這項工作恰逢其時，因為私人投資者愿意承擔與探測行為相關的風險，而技術也發展到我們有能力開發具有成本效益的小型航天器，登上小行星并確定其真正組成成分和價值。

記者：難道小行星不是太偏遠和難以到達嗎?

行星資源：實際上，在太陽系中，一些近地天體是最容易到達的目的地。這些天體在運動中甚至比月球表面更靠近我們，這是因為它們有類似地球的軌道，也有小的重力場。因此，我們可以消耗很少的燃料就到達它們。因為重力場非常小和運行軌道的原因，它們不僅更容易著陸，也相對容易離開并返回地球。有超過1500顆的小行星，很容易像到達月球表面一樣到達它們。這些“太空巖石”含有從水到鉑的多種礦物質。開采小行星礦產將為地球提供可持續資源，維系人類在太空中的存在。

記者：小行星勘探是什么？

行星資源：這是一個評估小行星包含的礦產資源的過程。通過望遠鏡遙感，我們可以對太空里的某個小行星進行測量和評估，這比對地球表面以下的礦體進行勘探更容易、更精準。

記者：什么因素讓小行星比別的天體更吸引？

行星資源：小行星吸引人的原因有幾個。它們有小重力場，因此航天器和采礦設備更容易著陸在它們的表面上。從小行星上離開也比從地球或者月球離開更容易。同時，不像地球和月球，小行星不是演變中的天體，所以它們的礦藏成分比地球和月球更加恒定。說到目標，一旦勘探工作啟動，我們將會增加對某些近地天體的認知。有些天體會比其他天體更容易到達；有些天體會存在有機物，有些則存在金屬礦藏。通過波譜和其他遙感技術，我們將能夠挑選出適合資源勘探的小行星。

記者：有可能在一個小重力場的天體上開采礦產嗎？

行星資源：傳統的陸地開采技術依賴于重力的存在，數百年來隨著我們對原料性質的理解不斷增加而發展。微重力環境給我們在原料采集與處理方面帶來獨特的挑戰，需要一種不同的方式來思考問題。與原料運輸及處理相關的問題必須通過一組新的工具來解決。雖然這是一個重大的挑戰，但“行星資源”有在減重和微重力環境下處理宇宙物料的經驗，對使用這些工具和技術獲取小行星上的資源感到非常興奮。（采訪整理：溫溫）