我应该在哪里挖掘太空采矿的第一把铲子

此前，据外国媒体报道，美国发布了一份名为《太空资源开采和使用的国际支持保障》的文件，正式确立了美国未来进入太空的政策，特别是探索月球和小行星上的空间资源。

尽管这份文件引起了许多争议，但不可否认的是，开发外层空间资源极具诱惑力。众所周知，小行星富含碳、硫、氮和氢，它们在被开发后可以为人类提供丰富的原材料和燃料。此外，地球上的一些稀缺资源，如铂金属和钯金属，也广泛分布在外层空间。

那么，如果地球遇到矿产资源的瓶颈，太空能顺利成为人类的资源供应站吗？如果人类想在太空采矿，需要克服哪些障碍？近日，中国矿业大学特聘教授张克非在分享科研进展时回答了这些问题。

近地小行星目前最适宜开采

“在接下来的100年里，为了生存，人类必须离开地球去太空寻找新的家园。”英国物理学家霍金在2017年做出的预测可能会成真。

张克非认为，石油、天然气和煤炭是世界能源供应和消费的三大支柱，占一次能源消费的85%以上。根据2019年的《世界能源统计年鉴》，这三种能源储备仅够分别维持全球消费50年、50.9年和132年。

与此同时，根据联合国人口基金的预测，世界人口年增长将保持在8600万以上，到2050年世界人口将达到98亿，能源需求日益增加。

为了解决矿产资源枯竭和人类社会可持续发展的瓶颈，开发和利用丰富的空间资源势在必行，空间采矿应运而生。

近地小行星是指那些轨道与地球轨道相交的小行星。此前，据外国媒体报道，美国国家航空航天局(美国航天局)追踪了约16，700颗近地小行星。这些小行星上的水、硅、镍和铁是发展的关键。水分解成氢气和氧气后，可作为动力燃料填充飞机，清洁、成本低；硅可以用来开发太阳能系统；镍和铁是航天制造的潜在资源。

张克非认为，小行星根据其光谱特征可分为碳质小行星、硅质小行星和金属质小行星。其中，C类和M类小行星被认为蕴藏着巨大的矿产资源和经济价值，可供人类利用。具体而言，C类小行星富含碳、氢、氧、氮等元素，可为深空探测提供燃料，并作为空间探测的补给站；M类小行星主要由铁和镍组成，有些小行星富含铂金属元素，如铂、钴、铑、铱、锇等稀有金属。

张克非说，空间资源开发的目标侧重于小行星，这是对各种因素的综合考虑。

“从现代科技、资源开发价值、地球安全等方面考虑，现阶段最适合开采的目标是近地小行星，已有研究证明，近1500颗小行星具有很高的可回收性和开采价值。”他说，在近地小行星上开采矿产资源也可以降低一些小行星撞击地球的风险。

太空采矿还需克服多个障碍

麻省理工学院发表了一篇文章，估计在地球上开发一个新的稀土金属矿将花费大约10亿美元。相比之下，在不久的将来，将一颗较小的小行星带回地球的成本大致相同。然而，在遥远的太空中，为了成为一个好的“矿工”，除了成本，还有许多问题需要解决。

“空间采矿首先需要克服低/微重力下的低反作用力，并确保设备能够在风化灰尘上完全自主和智能地运行。此外，在采矿过程中，我们必须克服地下岩石的障碍，解决长期夜间工作和设备能量储存的问题。”张克非说。

此外，张克非还强调，地球和空间之间的通信存在巨大挑战。如果太空采矿有问题，它可能会导致

为了解决这些问题，空间信息技术是关键技术之一。据了解，目前，研究人员正在研究空间导航与定位、信息感知、空间挖掘智能设备等问题。“测绘是人类在地球上活动的先驱，特别是在大型工程项目中。月球和火星探索也是如此。我们必须首先建立基准，然后才能指导勘测、采矿和机械作业。”张克非介绍说，为了早日实现空间开采，有必要开展空间导航和信息感知、空间开采智能设备、空间资源的勘探和选择、空间资源的空间安全和空间资源的综合利用等方面的研究。突破了不同重力环境下的空间环境监测、空间资源利用方式、空间资源就地加工利用、空间资源快速运输等一系列技术难题，为空间采矿工作提供了有力保障。