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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？
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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？
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 来到卢森堡
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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]
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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。
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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]
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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）。
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《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。
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太空居民：人类将如何在无垠宇宙中定居 生活在小行星表面和里面
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这是一本关于太空移民的书，而我却一直在漫谈机器人采矿。生活在小行星并对其进行开发，似乎并没有多少理由。最初，人类的存在可能局限于对小行星带进行短暂的访问，以确保设备的安全或运输开采出来的原材料。唯一的例外可能是谷神星。如前所述，它现在被认为是一颗小行星。它的大小约是冥王星的1/2，月球的1/4。人们可以把谷神星想象成一个科学前哨站，或者一个供应中心，用于支持服务于火星和地球的小行星采矿网络，到21世纪末会有临时人员居留。不过话说回来，附近的在轨航天港可能更适合人类居住。
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谷神星的生活将会非常艰难。谷神星像月球一样没有空气，没有天然的辐射防护。工人们需要在地下挖洞建立庇护所。这一切很有可能，但是地壳的组成和深度，以及在哪里会找到谷神星的冰层，在很大程度上是个未知数。往返谷神星的飞行需要数年时间，因为它比火星还远。它的重力是0.03G，造成的后果不像微重力那样严重，但似乎也不利于人类的长期健康。那里的阳光只有地球的1/10，所以收集太阳能很困难。你可能需要核能来维持所有工业运转。与地球的通信有平均30分钟的延迟。也就是说，在谷神星生活比在月球生活更加困难，因为它更遥远，且几乎没有重力，除了水和一些矿物，资源也很稀缺。
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不过科学研究还是值得一做的。谷神星在其冰冷外壳下的液态海洋中孕育外星生命的可能性微乎其微。在绕灶神星运行数年之后，NASA的“曙光号”探测器于2015年进入谷神星轨道。2017年，“曙光号”科学团队估计谷神星上10%的物质是水冰，他们还发现了一种叫作索林斯（tholins）的有机化合物，这是一种生命起源前的物质，可能促进了地球上生命的诞生。[19] 对谷神星的冰进行钻探，可以为更具雄心的探测任务——对木星和土星那些冰冷的卫星进行探测，打下基础。这些卫星存在生命的可能性更大，但它们到地球的距离是谷神星与地球距离的2～4倍。载人谷神星任务只比载人火星任务稍微困难一点：更远一点，但更容易着陆，所有这些都在当前技术可达成的范围内。
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作为工业采矿中心，谷神星的位置可能很好，位于小行星带的中心。谷神星上有大量的水可以开采，而仅有的一点重力对于处理来自其他小行星的矿石来说可能很有必要。从太空飞行的角度来看，着陆和离开谷神星并不困难，因为谷神星的引力井不深。因为那里的重力很低，所以你可以在谷神星上跳跃行走，并建立一个永久的工业基地。其他小行星的重力环境极低，从一些小行星上你甚至可以跳入太空。当然，谷神星也很容易跟踪，所以你总能知道它在哪里。
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问题是，你需要这样的中心吗？小行星采矿将从近地小行星开始，因为它们离地球很近。把它们开采到几乎什么都不剩，再把它们转移到地月轨道，这对地球的长期安全很有好处。我们是否需要小行星带中的那些小行星，取决于我们将在太空中建造多少设施，而在轨城市之类的真正的建设项目，则需要等一个世纪以后。
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最重要的问题是，在未来100年里，似乎没有任何实际理由需要长期生活在谷神星，因为在月球生活更容易。出于经济原因允许我们到达谷神星附近甚至在那里定居的技术，可能会使我们创建一个巨大的在轨球体，不仅温暖而且有人造重力。这听起来要文明得多。
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