小行星靈神星的概念圖
新浪科技訊 北京時間8月25日消息,小行星上有黃金?千真萬(wan) 確!小行星上有足夠的黃金和其他金屬,可以為(wei) 人類提供幾輩子的財富。但小行星的價(jia) 值不僅(jin) 限於(yu) 此。那麽(me) 我們(men) 怎麽(me) 從(cong) 這些遙遠的小行星中獲得這些金屬呢?也許最好的辦法是將這些太空岩石帶回地球。
我們(men) 日常生活中使用的大部分金屬都埋在地球的深處。所謂的埋在地球深處,即當我們(men) 的地球仍處於(yu) 熔融狀態的時候,幾乎所有的重金屬都沉向了地核,我們(men) 人類幾乎無法觸達這麽(me) 深遠的位置。那麽(me) 我們(men) 能夠獲取的黃金、鋅、鉑和其他貴金屬都是從(cong) 哪兒(er) 來的呢?其實,這些貴金屬礦脈來自於(yu) 日後的小行星撞擊地球表麵。
這些小行星是幾乎可以稱為(wei) 行星的天體(ti) 的殘留碎片。盡管不是真正的行星,但它們(men) 仍然具有和體(ti) 型更大的行星表親(qin) 相同的所有元素混合。而且,你也不必挖到它們(men) 的核心去提取這些金屬。比如,小行星靈神星(16 Psyche)含有大約10^19公斤的鎳和鐵。從(cong) 鋼筋混凝土到手機等一切事物都離不開這兩(liang) 種金屬。
如果我們(men) 繼續維持目前對鎳和鐵的消耗量,僅(jin) 靈神星一顆小行星就可以滿足我們(men) 數百萬(wan) 年的工業(ye) 需求。
遙遠,十分遙遠
但是,小行星的主要問題就是它們(men) 距離地球實在太遠。除了在空間角度上的遙遠之外(即使是最靠近地球的小行星,距離我們(men) 也有數千萬(wan) 英裏),在速度上也十分遙遠。從(cong) 地球表麵發射進入軌道,火箭的加速度需要達到每秒8公裏。為(wei) 了與(yu) 一顆普通的小行星會(hui) 合,火箭的加速度必須提高到每秒13.5公裏。
加速需要的燃料幾乎和發射消耗的燃料差不多,這部分燃料會(hui) 算在火箭的總載重量內(nei) 。嚐試建設遠程采礦作業(ye) 的成本已經龐大得驚人,額外的燃料會(hui) 進一步擴大成本。
另外,一旦小行星被開采,小行星勘探者也將麵臨(lin) 一個(ge) 艱難的選擇:他們(men) 可以嚐試在小行星上就地精煉礦石,這就要求建設一套完整的精煉設施;或者他們(men) 也可以把原礦石運回地球,但這又意味著很多廢料也得一並運回地球。
實現目標
所以,與(yu) 其嚐試開采遙遠的小行星,我們(men) 不如想辦法把小行星直接帶回地球!NASA有一個(ge) 命運多舛的小行星重定向任務(ARM),這個(ge) 任務的初衷就是嚐試捕獲小行星。該任務的目標是從(cong) 附近的小行星上抓取一塊4米左右的石塊,然後把石塊送回地月空間(地球和月球軌道之間的空間)。在這個(ge) 位置,我們(men) 可以十分方便地展開研究。
小行星重定向任務在移動石塊時,需要使用太陽能電能推進,用太陽能電池板吸收陽光,然後將其轉化為(wei) 電能。接著,這部分電能可以為(wei) 離子發動機提供動力。雖然移動的速度不會(hui) 很快,但至少工作是有效的,任務最終可以達成。
可惜的是,NASA在2017年取消了小行星重定向任務。一些關(guan) 鍵技術被用於(yu) 其他的項目,如研究小行星101955的OSIRIS-REx任務。另外,NASA也在繼續研究和使用離子發動機。等規模適當擴大之後,未來版本的小行星重定向任務或許可以把小行星石塊——乃至整個(ge) 小行星——送入附近的外太空。
事實上,最近的一項研究已經發現了十幾顆潛在的小行星,直徑從(cong) 2米到22米不等。這些潛在的小行星可以以每秒小於(yu) 500米的速度變化進入近地軌道。而為(wei) 小行星重定向任務製定的太陽能電能推進計劃完全有能力做到這一點,隻是時間會(hui) 比較久。
隻要小行星進入近地空間,開采小行星的許多困難就會(hui) 大幅降低。形象一點地說,就是從(cong) 登陸火星的難度,降低到登陸月球或者進入低地球軌道的難度。火星與(yu) 地球之間的長距離給我們(men) 帶來了後勤、工程和技術上的巨大挑戰,我們(men) 仍在努力解決(jue) 這些難題。但與(yu) 此同時,過去二十多年來,我們(men) 人類一直在低地球軌道上活動著。
地月空間內(nei) 的小行星研究起來會(hui) 更加容易,我們(men) 也可以更加方便地測試不同的采礦策略。另外,把小行星上的資源帶回地球也會(hui) 更容易。
還有一個(ge) 額外的好處是,任何用於(yu) 開采的小行星重定向任務也會(hui) 自動地變成拯救地球的小行星重定向任務。如果我們(men) 可以成功地改變一顆無害小行星的速度和軌道,那麽(me) 我們(men) 或許也可以改變一顆可能撞向地球的危險小行星的速度和軌道。比如,太陽能電能推進係統或許是人類避免災難的最佳機會(hui) 。
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