如何在小行星上采矿?
在这个物质匮乏的社会里,每个人都在觊觎小行星上的资源。
第一步:探索
要在小行星上采矿,像“行星资源”这样的公司必须首先找到一颗能带来良好投资回报的小行星。但是小行星不像恒星一样发光。它们非常小,非常暗,很容易被地球大气的扭曲弄暗。找到它们的最好方法是使用漂浮在太空中的望远镜。行星资源公司总部位于美国华盛顿贝尔维尤。它的总工程师兼公司总裁克里斯·刘易斯基正在组装第一台私人拥有的太空望远镜Arkyd 100系列望远镜。
这台44磅重的望远镜比*资助的太空望远镜更小更简单。价值15亿美元的哈勃太空望远镜的主透镜直径为94英寸。Arkyd镜头只有9英寸宽。哈勃拥有广阔的视野和其他用于扫描遥远太空物体的仪器。Arkyd只关注太阳系。小意味着省钱,不仅是为了制造,也是为了投放市场。
行星资源公司计划建立一个太空望远镜阵列,这将把单位成本降低到1000万美元以下。同时使用多个望远镜可以防止其中一个发生故障。
行星资源公司的团队也将租用Arkyd 100系列望远镜,毕竟,公司的首要目标是赚钱。研究宇宙或地球的科学家可以租用该公司的空间望远镜,其分辨率为每像素6英尺。
第二步:分析并确认你的权利
一旦公司的望远镜发现了一个采矿目标,只有一种方法可以确定这颗小行星上有什么资源,然后找到一种方法接近它。
行星资源公司的团队设想用大量小型航天器飞越近地小行星。美国宇航局已经以这种形式进行了两次深空探测。它利用电流给氙原子带正电,氙原子将被磁力推出宇宙飞船。原子间的排斥力将推动船只在几年内逐渐加速。
公司感兴趣的小行星直径可能不到一英里,而且太小,无法产生适当的重力。宇宙飞船不会在这样的小行星上着陆,但会通过停靠码头到达它。宇宙飞船将慢慢靠近,当它接近小行星表面时会放下锚。宇宙飞船将通过这个锚抓住小行星表面的物体,从而与小行星保持相对固定的位置。
然后,宇宙飞船将派出机器人分析小行星上的水和金属资源,并将分析结果送回地球。为了完成这项任务,可以使用激光诱导击穿光谱系统LIBS。激光将蒸发表面的物质,因此传感器可以分析蒸发产生的等离子体发出的光,从而判断小行星表面物质中含有哪些元素。
探索宇宙飞船也可能在小行星表面放置一个无线电信标来标记它。根据行星资源公司的管理,无线电信标不仅可以帮助未来的任务定位小行星,还可以标记小行星的所有权。
一家私人公司声称对这颗小行星拥有所有权,并且没有相关的法律法规。1967年,100多个国家签署了《外层空间公约》。如果按照本公约的规定放置无线电发射机,将有助于主张所有权。
第三步:开始挖掘
太空矿工最看重的不是黄金,而是水。当水分解成氢和氧两种元素时,它的价值就变得更加重要:氢可以给电池充电,或者与氧重新结合,成为一种具有巨大能量的燃料。在太空挖水比从地球飞到天空便宜。将一加仑水从地球运送到太空的成本可能高达数万美元。行星资源公司可以将在太空中挖掘的水出售给*或私人航天器,并从中获利。
含碳球形小行星是寻找水的最佳地点。亚利桑那大学名誉教授约翰·刘易斯说,这些小行星表面易碎。没有必要打洞,只需一点点挖掘就能在这颗小行星上找到水。
一大群用带刺的脚牢牢抓住小行星表面的挖掘飞船,可以用象鼻一样的吸管挖出富含水分的土壤,而其他飞船则负责清理操作留下的碎片。然后机器人将把土壤运送到一个密封的容器中。一个处理器加热土壤,让水蒸发,并在储存罐中收集水蒸气。
太空矿工在挖掘金属时面临更大的挑战。田纳西大学的地质学家Harry McSween说,金属小行星可能根本不会被开采。锚定在这样的天体上本来就很困难——钻式着陆垫根本不起作用——更不用说从这样的小行星表面挖出一些东西来处理了。他说,“考虑到这样做需要的能量,你可能认为这是不现实的。”
然而,刘易斯指出,一些小行星可能含有高达30%的镍钴合金和铂族金属合金形式的金属。他说,“用磁铁将金属颗粒从土壤中分离出来是很诱人的。”
一些富含金属的小行星可能值得将它们带到离地球更近的地方。刘易斯说,“这些小行星的金属含量非常高,你不禁会想,你是否能把它们都带回来。”
第四步:交付货物
它在太空出售,但是谁会买它呢?
不清楚谁会花这么大的力气购买这些太空矿工开采的矿物。
也许最有利可图的是铂族金属——几种可以运回地球的太空商品之一。刘易斯基说,“这些金属将对我们的高科技技术产生巨大影响。”今天,铂族金属主要用作石油工业的催化剂。它们也可以用于硬盘驱动器、汽车火花塞和医疗设备。
小行星通常含有0.0015%的铂族金属,500吨小行星上的铂族金属储量将是地球上最高含量矿床的三倍。对经济的影响将是不可预测的。
但是大多数在小行星上制造的商品只能在未来人类太空活动更加频繁的时候使用。例如,可以在地面之外建立加油和供水站,为长途飞行的宇航员服务。如果没有这样的长途飞机,这种商业模式将毫无用处。
同样,从小行星上开采的金属也可以用来建造空间站和太空飞船。我们可以利用这些太空材料在太空中建造宇宙飞船,而不需要从地球上运输材料。如果没有在轨建设活动,显然就不会有这样的业务。
如果空间站能为长期居民生产食物,他们将构成比钢铁更有利可图的市场。太空中开采的氮和氨可以用作肥料。如果人类想在太空中建造家园,这样的产业是必不可少的。
行星资源公司的计划不仅是一个商业计划,也是一个支持太空探索中最浪漫想象的蓝图。
(原文来自popularmechanics.com,由小蝌蚪君编辑。请注明转载来源。)
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