蘇萌 受訪者供圖
■本報記者 袁一雪
6月11日,起源太空科技有限公司(以下簡稱起源太空)“仰望一號”光學/紫外雙波段太空望遠鏡搭載長征二號丁火箭成功發射升空。這是繼4月27日,起源太空通過太原衛星發射中心用長征六號運載火箭,以“一箭九星”的方式將NEO-01航天器成功送入預定軌道後,第二顆成功上天的衛星。
兩(liang) 顆衛星上天,是起源太空創始人、香港大學空間科學實驗室執行主任蘇萌小行星采礦夢想的第一步。
曾經出現在科幻小說中在太空采礦的場景,也將隨著蘇萌的小行星采礦夢而可能成為(wei) 真實世界中的一幕。
從(cong) 科幻電影的場景開始
2007年,剛進入哈佛大學攻讀天體(ti) 物理博士的蘇萌,接到了哈佛—史密森天體(ti) 物理學中心一位頭發花白的老教授Martin Elvis給他推薦的題目。當時,他一下愣住了:小行星采礦。“我的第一個(ge) 念頭是,接了這個(ge) 題目我還能順利畢業(ye) 嗎?這不是科幻電影的場景嗎?”蘇萌在接受《中國科學報》采訪時開玩笑地說。
讀博期間,蘇萌與(yu) 同事使用費米伽馬射線太空望遠鏡發現了“費米氣泡”。這是銀河係的銀盤兩(liang) 側(ce) 分布的兩(liang) 個(ge) 巨大的、對稱的“氣泡狀”結構,也是人類迄今為(wei) 止認知到的銀河係最大的結構。費米氣泡的發現可以為(wei) 認識宇宙中星係的形成與(yu) 演化,以及宇宙中多種尺度的起源問題帶來幫助。
基於(yu) 該成果,蘇萌獲得世界高能天體(ti) 物理領域最高成就獎——布魯諾·羅西獎。他是近40年來該獎項最年輕的獲得者和唯一一位華人獲得者,其研究成果入選美國物理學會(hui) “世界十大物理學進展”及《天文學》雜誌“年度十大天文學進展”。
與(yu) 此同時,太空資源開發與(yu) 利用的浪潮在全球迅速蔓延,2010年世界首家太空采礦公司行星資源公司成立。蘇萌跟著導師穿梭於(yu) 哈佛校園的天文係、物理係、地球與(yu) 行星科學係,以及法學院、商學院、政府管理學院,跟全球頂尖的學者討論太空資源開發與(yu) 利用的技術、法律、商業(ye) 模式、政府政策等。
成為(wei) 麻省理工學院帕帕拉多學者、美國航天航空局愛因斯坦學者的蘇萌,在麻省理工學院期間不斷往返中美兩(liang) 地,尋找在中國開展太空探索與(yu) 資源利用的機會(hui) 。2016年,蘇萌加入香港大學,成為(wei) 香港大學空間科學實驗室執行主任。2019年,中國第一家致力於(yu) 開展太空資源開發與(yu) 利用的商業(ye) 公司——起源太空正式成立。
雖然公司成立伊始便經曆了百年不遇的新冠肺炎疫情,但蘇萌的計劃並未因此受阻。甚至在今年4月,公司正式向太空發射了NEO-01。6月11日,起源太空“仰望一號”也成功發射。
讓天文學發展實現自我造血能力
至今,蘇萌還記得導師交給他小行星采礦項目時認真的神態。“他說,小行星采礦是天文學改變人類文明進程的契機。當天文學真正影響社會(hui) 和民眾(zhong) 利益的時候,這個(ge) 古老的學科將會(hui) 以完全不同的發展模式快速成長起來。”蘇萌回憶說。
天文學誕生於(yu) 人類對晝夜更替、四季輪回、天文現象的好奇中,古代的天文觀測曾與(yu) 曆法的製定密不可分。隨著觀測手段不斷進步,天文學研究的對象也從(cong) 種種天文現象,轉為(wei) 更為(wei) 精準的宇宙物體(ti) ,大到行星、恒星、太陽係、銀河係、星係團以至可觀測的宇宙,小到小行星、流星體(ti) ,乃至分布在廣袤宇宙空間中的大大小小塵埃粒子。
天文學正在不斷拓展人類的星空体育官网入口网站邊界,人類對宇宙的認知也在更宏大的尺度上定義(yi) 了文明發展的階段。隻是天文學研究本身似乎很難像其他學科一樣實現產(chan) 學研結合,從(cong) 而進入與(yu) 社會(hui) 發展相輔相成的良性循環,並且需要大量的資金投入。這也是天文學大科學裝置往往需要國家支持的原因。
但是,天文學家並不滿足於(yu) 此,他們(men) 渴望學科貼近人類生活。而事實上,人類對太空資源的開發與(yu) 利用正是文明發展的重要機會(hui) ,也蘊藏著巨大的商業(ye) 價(jia) 值,從(cong) 而實現天文學學科發展的自我造血能力。這一點是蘇萌從(cong) 未敢忘卻的使命。
另一個(ge) 讓蘇萌奮不顧身投入小行星采礦的原因是,讓中國在世界太空資源開發領域中能夠占有一席之地。
事實上,早已有國家打起了太空資源擁有權的“算盤”。就地球而言,其周圍的近地小行星上也有地球內(nei) 部蘊藏的礦產(chan) 資源。不過,地球上的礦產(chan) 大都藏於(yu) 地表下較深的區域,很難開采或成本高昂,尤其是一些稀有金屬。但這些礦產(chan) 在小行星上的情況則不同,它們(men) 可能存在於(yu) 淺薄的表麵,十分方便開采。“更重要的是,未來人類太空建設需要的原材料,尤其是水,可以從(cong) 月球或小行星的表麵獲得,從(cong) 而改變人類利用太空的方式。”蘇萌解釋說,這也是為(wei) 什麽(me) 人類會(hui) 將采礦的視線投向月球和小行星。
隻是在廣袤的太空中,小行星數量之多無法預測,那麽(me) 如何判定這些小行星到底屬於(yu) 誰?最先注意到這個(ge) 問題的是美國,他們(men) 在《商業(ye) 空間發射競爭(zheng) 法》規定了私人可獲得開采礦物的所有權。盧森堡緊隨其後,於(yu) 2017年頒布了《太空資源開發與(yu) 利用法》。
蘇萌認為(wei) ,太空資源所屬權終將成為(wei) 世界各國都參與(yu) 的事項,占領先機無疑會(hui) 對國家未來的發展有利。事實上,我國隻參與(yu) 了國際空間法的部分條約和協定。有數據顯示,《外空條約》已有包括盧森堡、美國、中國在內(nei) 的107個(ge) 締約國,而《月球協定》隻有18個(ge) 締約國,且盧森堡、美國、中國均不是締約國。
“我希望以我綿薄之力,先跟上其他國家的步伐。”蘇萌如是說。
仰望星空才能腳踏實地
馬斯克總是走在科學的前沿,卻鮮有人想到他為(wei) 什麽(me) 可以做到這一點。毫無疑問,他最初為(wei) 自己定下去火星的目標,使他的眾(zhong) 多奇思妙想目標一致,且幾乎所有的科技創新都與(yu) 此有關(guan) 。
蘇萌也正在踐行這一點:瞄準小行星采礦這一目標,堅實地踏出每一步。4月發射的NEO-01就是蘇萌為(wei) 小行星采礦之行邁出的第一步。“若要實現小行星采礦,可以是在一顆大型的小行星表麵降落、進行開采;或者捕獲一顆幾米大小的小行星,將它帶回地月係統,再進行開采。”起源太空首席行星科學家、北京大學天體(ti) 物理學博士張曉佳介紹道。“我們(men) 的目標是用低成本的方式實現第二種方案。”
為(wei) 了實現這一點,蘇萌和團隊需要在地麵和太空中做大量實驗,目標是在提高捕獲成功率的同時,盡可能地降低任務成本。據他透露,未來的目標是將任務的成本降低到國際同類公司的1/10以下。
為(wei) 了驗證太空采礦技術,NEO-01誕生了。它肩負的使命比捕獲小行星簡單些,是捕獲一個(ge) 小行星的模擬目標,將它拖拽至大氣層中與(yu) 之“同歸於(yu) 盡”。張曉佳介紹說,現在NEO-01的運行良好,隻需等待它進入此前預設的軌道,就可以開展實驗任務了。
除了主任務外,NEO-01還搭載了攝像頭,助力研究人員研究太空中的實驗過程。
而6月上天的起源太空“仰望一號”,則是我國第一台地球軌道上的光學/紫外雙波段太空望遠鏡,肩負著搜尋小行星的任務。
觀察、捕獲,再將小行星“囤積”於(yu) 地月軌道,這對蘇萌來說還隻是開始。他期望有一天可以開采小行星的礦產(chan) ,並在太空中直接冶煉,用於(yu) 太空建設。而這一切,在蘇萌眼中並不比人工智能的實現更難。因為(wei) 在國內(nei) 進行創業(ye) 期間,蘇萌驚喜地發現,國內(nei) 的航天產(chan) 業(ye) 幾乎已經形成閉環,即便是疫情衝(chong) 擊了全球航天產(chan) 業(ye) 等行業(ye) ,但對中國影響不大。
建議成立小行星采礦專(zhuan) 業(ye)
“我曾經在國內(nei) 找了很多高校和單位,發現有些技術即便沒有成熟化,也有人曾經做過相關(guan) 的研究,也就是說如果要實現小行星采礦這一目標,我國完全有基礎發展完整的產(chan) 業(ye) 鏈,實現工業(ye) 化、商業(ye) 化太空資源開發與(yu) 利用,爭(zheng) 當全球第一,引領人類在太空中不斷拓展文明的疆界。”蘇萌說,小行星采礦為(wei) 眾(zhong) 多技術提供試驗與(yu) 實現的平台,在材料科學、生物醫藥等領域都有廣闊的應用前景。
現在蘇萌又有了新的想法,在國內(nei) 促成小行星采礦專(zhuan) 業(ye) 的建立。2018年,美國科羅拉多礦業(ye) 學院太空資源中心就正式開設了小行星采礦專(zhuan) 業(ye) ,開發全球第一個(ge) 太空資源相關(guan) 的正式課程,以培養(yang) 下一代太空科學家和工程師。目前,該中心計劃開設碩士及博士相關(guan) 課程,此外,還為(wei) 從(cong) 事太空研究的專(zhuan) 業(ye) 人士提供短期進修課程。學生可通過學習(xi) 獲得核心星空体育官网入口网站,並在負責探索、提取及使用太陽係資源的係統中獲得設計實踐。
“小行星采礦是個(ge) 集礦業(ye) 、天體(ti) 、行星、法律、航天器、人工智能、數學等多學科交叉的學科平台。”蘇萌介紹道,目前,他們(men) 與(yu) 中國礦業(ye) 大學、中南大學、北京大學合作的實驗室已經成立,正在推動采礦專(zhuan) 業(ye) 發展。
蘇萌希望這些人才梯隊的建設,可以為(wei) 中國未來的大型太空天文基礎設施的建設貢獻力量。而他自己也將為(wei) 中國天文事業(ye) 的發展貢獻民營航天力量。
到 2025 年,蘇萌和團隊將發射數十台太空望遠鏡和更多的航天器。“參與(yu) 國際競爭(zheng) ,在太空中展示中國企業(ye) 能力”是他的目標之一。
《中國科學報》 (2021-06-15 第7版 學人)