“太空采矿”是如何炼成的?

在2025年和2028年,中国将分别发射天问二号和嫦娥八号,目标是探索太空中的小行星和月球资源。中国科学院大学星际航行学院刚成立,专门培养航空宇航科学和行星科学方面的人才。中国航天科技集团在“十五五”期间给“天工开物”重大专项进行论证,目的是建设太空资源开发综合实验系统和地面支持系统,关键是要攻克小天体资源勘查、智能自主开采、低成本运输和在轨处理这些技术难题。太空采矿这个曾经只能出现在科幻电影中的场景,现在正在逐渐变为现实。所谓的太空采矿,其实不仅仅是到地球大气层外开采资源,还包括物质、能量、环境和信息的开发利用。太阳系中的一些小行星含有丰富的铂、钯等贵金属,月壤中还蕴藏着清洁、安全、高效的核聚变燃料氦—3。把水电解成氢和氧就能获得性能优良的火箭推进剂,所以能够稳定地在太空中获取水冰资源就相当于给飞行器提供了一个“加油站”。 不过,把物资从太空运回地球的运输成本太高,甚至比资源本身还要昂贵。所以,“原位资源利用”成为了开发太空资源的重要思路。就是说,人类的太空活动不再完全依赖地球补给,而是在月球、小行星等天体就地取材进行现场加工。这样一来,“太空采矿”的首要任务不是把值钱的东西运回地球,而是降低深空活动的成本,让太空探索变成常态化和可持续的工程体系。 中国之所以有这个底气,是因为一直以来积累了很多技术成果。嫦娥五号、六号已经成功实现了月球采样返回任务。中国科学院大学星际航行学院涵盖了航空宇航科学与技术、行星科学等方向。从探测到采样,从实验室到工程化应用,再到人才储备,一个面向深空探索的“能力网络”正在快速形成。当然了,“天工开物”专项并不是突然想到的想法,而是有一个长远的布局。比如太阳系中的一些小行星富含铂、钯等贵金属;还有月壤中蕴藏的氦—3这种清洁、安全、高效的核聚变燃料。另外,“南极”还有丰富的水冰资源,把这些水电解成氢和氧就成了性能优良的火箭推进剂。谁能稳定地在太空中获取水冰资源,谁就相当于给飞行器建立了一个“太空加油站”。 不过,把物资从太空运回地球这个环节的运输成本是个绕不开的难题。目前的技术水平下运输费用往往高于资源本身的价值。正因如此,“原位资源利用”成为了开发太空资源的重要策略。也就是人类的太空活动不再完全依赖地球补给而是在月球、小行星等天体就地取材进行现场加工。简而言之,“太空采矿”首先要解决的不是挖到什么值钱东西运回地球而是把深空活动的成本降下来。 这样才能让太空探索从高投入、低频次的“奢侈品”转变为常态化和可持续的工程体系。“天工开物”专项正是为了构建“探测—开采—运输—在轨处理”全链条开发体系推动深空资源利用从科研探索迈向工程化实施。毕竟,南极这样的地方昼夜温差可能达到300摄氏度;小行星重力几乎为零且与地面通信延迟时间较长;极端环境给“太空采矿”带来了严峻考验。但是攻克这些难题的过程也会牵引航天、材料和人工智能等领域实现跨越式突破。 关于中国科学院大学星际航行学院成立的具体时间虽然没有提及但可以肯定是在最近;另外嫦娥七号计划今年探测月球南极水冰;孟繁哲也谈到过这个话题;中国航天科技集团近期宣布要开展“天工开物”重大专项论证;还有2025年、2028年这两个年份也提到了相关任务发射日期和时间点。