1700039026
1700039027
1700039028
1700039029
事情似乎自相矛盾。从我的描述看，在小行星上着陆就如同与ISS对接一样简单，而事实却证明这比在月球上着陆或采集样本还要困难。造成这一困难的原因有三个：小行星比月球远，与探测器的往返通信有几分钟延迟；小行星的表面坑洼不平，探测器需要消耗大量燃料进行快速绕飞才能找到最佳着陆点；这些任务的运行支出低得不能再低，与阿波罗时代“钱不是问题”的自由相去甚远。[12] 但是熟能生巧。
1700039030
1700039031
2018年11月退役的NASA“曙光号”（Dawn）探测器使用离子推进技术进入并离开了灶神星和谷神星这两个天体的轨道，成为完成此举的第一枚探测器。此举很能说明一个问题：NASA引入新技术来服务其主要目的——空间科学，但同时也在为先进的太空探索做准备。我们在小行星采矿和火星旅行方面都需要离子推进技术。
1700039032
1700039033
随着人类越来越擅长在小行星上着陆，私营企业也开始制订商业计划，打算原地开采这些岩石，再将其拖到离地球更近的地方，为其他公司或政府提供服务，使他们能够在太空工作。行星资源公司（Planetary Resources，Inc.）分别在2015年和2018年发射了两颗卫星以测试低成本的望远镜技术，用于天文学、地球观测以及发现和跟踪利润丰厚的小行星。2018年10月，行星资源公司被康瑟斯公司（ConsenSys）收购，后者是一家开发用于加密货币的区块链软件和工具的公司。该公司推测，加密货币可能被用于太空采矿投资，以及随后的矿物材料销售，最终取代地球上以政府为基础的金融机构。[13] 同样，深空工业公司（Deep Space Industries，DSI）也正在制订一项在太空赚钱的商业计划，最终通过建设一系列轨道加油站来销售从小行星上开采的水、氧或氢。然而，深空工业公司近期正在制造推进系统，让航天器能从近地轨道跳到高地球轨道，或者以更低的成本改变Δv 。此举将使人们可以开采更多的小行星。例如，在轨道上达到4.5千米/秒的Δv 时，你可以到达大约2.5%的近地天体。当Δv 提高到5.7千米/秒时，你就可以到达大约25%的近地天体。[14] 通过这种方式，深空工业公司正在一步步建立一个商业化的深空市场。
1700039034
1700039035
哈佛-史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的类星体专家马丁·埃尔维斯（Martin Elvis）近年来对小行星采矿产生了浓厚兴趣。他说，一颗直径约30米的小行星可能含有300吨的水。其中所含的氢可以为从近地轨道飞往火星的任务提供足够的燃料。一家私营企业或许可以为NASA或ESA的火箭提供高达10亿美元的燃料。[15] 许多专家推测，在月球上采矿虽然很具挑战性，但是有了这些燃料，开始会容易一些。一旦技术成熟，小行星就可以提供取之不尽的资源。私营企业在关注这些项目的同时，也在努力降低进入太空的成本，这是目前着手采矿的主要限制。
1700039036
1700039037
1700039038
1700039039
1700039041
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 谁想成为亿万富翁？
1700039042
1700039043
谁拥有这些小行星？根据《外层空间条约》的规定，小行星不归任何人所有，或者说归所有人所有。我在前一章曾指出，该条约含糊不清，可能会重新拟定或至少重新解释，以允许小行星采矿的商业化。有些人可以很有说服力地争辩说，任何公司从月球上获利都是不公平的——例如，仅仅为了给火箭提供燃料而烧掉所有珍贵的水，但这种论点对于小行星来说站不住脚。有那么多小行星——确切地说地球上每个人都能拥有一颗，而且它们没有生命，就像月球一样。考虑到地球上的资源有限，不开发太空所提供的资源是愚蠢的。为什么小行星落到地球以后才能进行开采，比如现在（事实上也已是数十亿年后的事了），而不是当它们在轨道上的时候就开采呢？
1700039044
1700039045
天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森曾说过，第一批万亿富翁将是那些开采小行星资源的人。这可能有些夸张。亿万富翁，是的，当然。万亿富翁？嗯，正如刚才提到的，有太多的小行星，任何一个人都无法独占。而仅仅抓住一颗价值上万亿美元的富含铂的小行星，并不意味着你就能卖出价值上万亿美元的铂。生产如此大量的铂会导致原材料价格下跌，从而降低采矿的利润。如果哪位太空大亨想囤积资源，那其他人就会在数十亿颗小行星中找到另外一颗。但是大量事实表明，小行星的主人可以为燃料和其他资源建立一个市场，使之成为价值数万亿美元的充满活力的太空经济的一部分。
1700039046
1700039047
首先被开采的小行星应该是距离地球最近、基本上唾手可得的那些。有趣的是，这些小行星被认为既危险又有价值：危险是因为它们够大，也够近，一旦与地球相撞，就足以毁灭生命；有价值也是因为它们够大够近，从而可以在它们上面着陆并采矿。
1700039048
1700039049
日本正在探索的小行星龙宫是最有可能被开采的小行星之一。龙宫直径约1千米，富含水、氨、钴、铁和镍。1千米在宇宙中似乎是微不足道的东西，但你试着想象一幅地球上同样大小的露天矿坑的画面，矿坑中有一些卡车和挖掘机。如此小的体积就可以提炼出数百万吨的物质。在龙宫的成分中，首先最珍贵的是水。几十年后，氨对于人类在月球或火星上定居也将非常重要，因为这些地方缺乏大规模农业所需要的氮。实际上，地球上并不缺乏镍和铁，在我们开始建造太空飞船和在轨城市等大型设施之前，太空也不需要镍和铁。不过，地球上可能很快就需要星状钴，因为钴的开采往往会导致中非的劳工剥削行为，从而地球上会出现因伦理问题导致的短缺。
1700039050
1700039051
其他目标小行星有1989 ML、海神星（Nereus）、孪大星（Didymos）、2011 UW158和侣神星（Anteros）。2011年发现的2011UW158小行星直径只有300米，蕴藏着大量的铂。我提到这一点只是为了强调这样一个事实，即每年都会发现有可能被利用的小行星。且这些小行星的开采将主要由机器人完成。小行星开采在很多方面具有一致性，都是在松散碎石组成的低重力小行星上进行作业，可以用螺旋输送机刮去小行星表面，也可以用磁铁耙。其他挥发性物质，如氨或水，可以加热后收集蒸汽。更坚硬的小行星可以通过打竖井的方式开采。一些几十米大小的较小的小行星可以拖到近地轨道，“停放”在空间站旁边，让生活在太空的工作人员逐步开采。
1700039052
1700039053
NASA的“小行星重定向任务”（Asteroid Redirect Mission，ARM）计划与一颗近地小行星会合，然后利用机械臂或者其他方式抓住它，之后再把它拖到地月之间的轨道上。根据白宫太空政策1号指令（White House Space Policy Directive 1），该任务于2018年被取消，新的优先任务是登月。ARM的目标是一颗非常小的小行星，直径只有几米，但仍然含有好几吨物质，原打算把它拖到一个稳定的月球轨道之上，然后让宇航员进行开采——也就是说，凿出样本，然后带回地球。该项目的一项关键技术是太阳能电推进（solar electric propulsion，SEP）技术，即利用太阳能电池阵列产生的电力来产生电磁场，用以加速并排出带电离子，通过高效利用推进剂来产生精确的推力。学会以低推力控制大质量物体将有益于未来的火星任务。关于这一点我还想说，执行火星任务的飞船可以先与小型小行星交会，将之粉碎成很细的沙砾，然后覆盖在飞船外表，形成辐射屏蔽层，从而解决火星旅行的飞船防护问题，否则从地球上发射这样的飞船太沉。ARM还验证了行星防御技术，因为将小行星拖向地球的能力也意味着将小行星拖离地球的能力。但是，该项目被搁置在了NASA的仓库里等待重新注入资金。
1700039054
1700039055
在小行星采矿成为可能之前，要研发许多技术，更不用说需要完善的相关技术了。其中包括精确机动、停泊在低重力天体表面，以及在几乎零重力的环境下处理矿石。在考虑开采月球或小行星时，需要权衡利弊。月球始终是比较近的，你可以建立大规模的长期作业。重力将较重和较轻的元素分离开来。不利的一点是，仍然有引力井要对付。因为重力只有0.16G以及缺乏大气制动，重型设备着陆很困难。减缓下降速度需要点燃发动机消耗燃料。在能够安装质量驱动器将月球表面物质抛出去之前，月球发射或出口也需要消耗大量燃料。月球的逃逸速度是2.38千米/秒，大约是高速飞行的子弹速度的2倍。小行星距离地球较远，但由于Δv 较小，即在小行星上着陆所需的速度变化不大，减速所消耗的燃料也就不多。这些只有几百米大小的小行星的引力可以忽略不计，在其表面着陆就像与空间站对接一样。逃逸速度也很低，仅几米/秒。你可以从大多数小行星上跳下来，但采矿设备确实需要被锚定，这样挖掘时（作用力）就不会把机器推离小行星表面（反作用力）。面对所有这些挑战，在接近零重力的环境下采矿还从未实现过。正如我们在JAXA的“隼鸟”任务中看到的，即使是一次快速挖掘也很有挑战性。
1700039056
1700039057
1700039058
1700039059
1700039061
太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 来到卢森堡
1700039062
1700039063
没错，卢森堡。它是世界上最小的国家之一。小而富有，且人们想变得更富有。卢森堡已经在太空采矿上投资了数亿美元，其中2800万美元用于投资行星资源公司，占该公司10%的股份。[16]
1700039064
1700039065
尽管卢森堡在1967年签署了《外层空间条约》，但该国在近50年后的2017年通过了一项法律，向企业赋予从月球、小行星或其他天体获取太空资源的权利。[17] 该国长期以来一直是卫星通信行业的领导者。现在，它似乎想成为太空采矿的硅谷。首先，行星资源公司（现在隶属于康瑟斯公司）和深空工业公司已经在卢森堡设立了办事处。
1700039066
1700039067
卢森堡希望在太空采矿方面能像在通信卫星方面一样有所作为。20世纪80年代以前，通信卫星是由政府资助或监管的，后来规则放宽。1985年，卢森堡政府支持成立了一家公司，叫作欧洲卫星公司（Socieˊteˊ Europeˊenne des Satellites，SES）。这是欧洲第一家私人卫星运营商，现在是世界第二大卫星运营商，在轨运行的卫星超过60颗。该国的财政支持、法律制度和宽松的监管结构，可能会使太空采矿成为现实。这项法律的签署者、卢森堡副首相艾蒂安·施耐德（Etienne Schneider）表示，“我们的目标是为‘天体’资源（如小行星或月球）的勘探和商业利用建立一个总体制度”。[18]
1700039068
1700039069
卢森堡的法律并非没有先例。美国在2015年曾通过一项类似的法律——《促进私营航空航天竞争力与创业精神法案》（Spurring Private Aerospace Competitiveness and Entrepreneurship Act，SPACE Act）。该法案规定，私营企业可以拥有并出售其开采的资源，但不得拥有天体本身。这些不过是为了遵守《外层空间条约》的措辞而已。不过该法案有点自相矛盾。根据这项美国法律，一家公司可以开采整个小行星，以水、燃料、氧气或建筑材料的形式出售资源，直到任何碎屑都不剩，却从来不曾拥有被其完全蚕食掉的东西。墨迹还未干，律师们就开始讨论这项美国法律的合法性。一些人争辩说，这项法律直接违反了《外层空间条约》第2条，该条规定“外层空间，包括月球和其他天体，不受国家主权要求以及使用或占领或任何其他手段的支配”。律师争论的焦点是“国家拨款”（一家私营企业应该被视为一个国家吗？）以及“使用或占领的手段”（好吧，站在月球上就意味着你在使用它）。
1700039070
1700039071
《外层空间条约》成功地使武器远离了月球。不过，没有人对月球和小行星的商业采矿提出过挑战，因为在1967年这还只是一种幻想。而现在，这即将成为现实。这是一个完全不同的时代。正是因为这个原因，迄今为止已有两个国家制定了相关法律来鼓励投资。我认为，如果不能保证从太空资源中获取利益至少具有可行性，就不会有公司投资太空。同时我还认为，《外层空间条约》，当然还有《月球协定》不允许人们通过开发这些资源赚钱。因此我预计，随着进入太空越发容易，重新审议《外层空间条约》的压力将会加大。
1700039072
1700039073
1700039074
1700039075
[
上一页 ]
[ :1.700039026e+09 ]
[
下一页 ]