走，去小行星採礦

李忠東 編譯

地球礦藏資源日益匱乏，人們開始把目光轉向宇宙……

2015年7月20日凌晨6時30分，小行星2011 UW-158與地球「擦肩而過」，最近距離只有240萬千米。據科學家估算，它的核心含有1億噸鉑金和其他貴金屬，價值高達5.4萬億美元（約合35.2萬億元人民幣）。這就是那顆傳說中的「土豪」小行星，要知道，地球上的鉑族元素礦產資源總儲量僅有3.1萬噸，而鉑金總儲量更是只有1.4萬噸。

無價之寶

雖然地球上的鉑金儲量仍以萬噸為量級，但事實上，這些密度較大的金屬元素在地球形成之初大都已沉入地核，開採難度很大。現在人類能在地球表面尋找到的許多重金屬礦藏，幾乎都是小行星撞擊地球留下的產物。

作為太陽系早期的孑遺，目前系內仍有70多萬顆小行星，其中90%以上分布在「小行星帶」——火星和木星軌道之間的區域，其餘的則散落在太陽系各處。其中在地球近地軌道上，共有大約9000顆直徑超過150米的小行星。這些小行星通常富含鎳、錳、鉑、銥、鈀等珍貴的鉑系金屬。據專家估算，一顆小行星上的金屬礦藏含量，就可能超過地球現有已探明的同類礦藏總量。

通過對小行星的光譜分析，並結合對墜落在地球上隕石的研究，目前科學界將小行星劃分為石質、碳質和金屬等多種類型。其中，金屬型小行星主要由鐵、鎳等構成，並且含有多種金屬元素，特別是鉑、鈷、銠、銥、鋨等珍稀金屬。美國亞利桑那大學的約翰·劉易斯教授分析，一般而言，直徑僅1千米的普通小行星就可重達20億噸，含有的鐵、高品質鎳、戰略金屬鈷和鉑系金屬混合物分別為2億噸、3000萬噸、150萬噸和7500噸，其中僅鉑的價值就高達1500億美元。

類似2011 UW-158這樣的小行星，則被劃分為「X類小行星」。X類小行星主要由金屬成分組成，它們可能是早期已經分化出核幔結構的原始星子破碎後留下的殘骸體。在太陽系早期歷史上，曾經有很多這樣的星子在劇烈的撞擊中被摧毀，只留下了它們金屬質地的內核。

因此，散落在太陽系四處的小行星幾乎都蘊藏著大量貴金屬，顆顆都是無價之寶。

2011UW-158小行星

2012年，美國耶魯大學的科學家發現了一顆表面主要由石墨和鑽石覆蓋而成的「鑽石行星」，並將其命名為「巨蟹座55e」。起初，研究人員還曾誤以為其表面覆蓋的是水。

在太陽系中，還有一顆名為「德國241」的小行星，根據國外一家名為「行星排名」的網站統計，它所蘊藏的礦產資源價值高達95.8萬億美元，遠遠超過目前全世界的GDP總量。這也是迄今人類發現的價值最高的小行星。

小行星蘊藏的大量貴金屬，無疑對人類有著巨大的吸引力。在全球金屬消費量日漸攀升、地球金屬資源即將耗竭的今天，設法開發小行星的金屬資源顯得尤為重要。

與開發月球和火星等星球相比，小行星的資源開發更加可行。小行星的重力幾乎可以忽略不計，這為起降飛船、建設採礦設備等工作提供了極大的便利，還能為我們研發高技術產業提供完美的低重力環境。而小行星數量眾多，總表面積大，化學構成也非常多樣，可為人類提供各類資源——我們可以將稀有金屬運回地球，將普通金屬就地搭建太空採礦營地及居所。此外，碳質小行星還蘊藏著豐富的水冰資源，可分解成氫氧燃料供飛船使用以及滿足宇航員的生活必需，從而降低太空採礦的成本。

雖然目前人類對於小行星的探測仍處於初期的無人探測階段，但其實早在1989年，美國發射的木星探測器「伽利略號」，就順路近距離探測了2顆小行星「加斯帕」和「艾達」。1996年，美國發射了第一個小行星探測器「會合-舒梅克號」，在探測了小行星「梅西爾德」後，環繞並降落在愛神星上。2010年，日本發射的「隼鳥號」在小行星「絲川」登陸採樣後成功返回，首次將小行星的樣品送回地球。

事實上，除了發達國家的政府外，還有許多企業家同樣也「覬覦」著小行星的資源。

2012年4月24日，一群富有冒險精神的太空企業家在美國西雅圖宣布成立了「行星資源公司」（Planetary Resources，Inc.），業務涵蓋太空探索和自然資源開採兩大類。該公司計劃派出成群的機器人前往小行星上探測稀有金屬，開設採礦基地，並將小行星上的礦產資源帶回地球進行出售。這項計劃倘若成功，將為全球增加數萬億美元的生產總值，幫助人類繼續繁榮發展，為實現「太空殖民」鋪平道路。

Arkyd-3R飛船

作為全球第一家著手開發小行星的私人企業，行星資源公司已經引起了不少高新技術行業組織及從業人員的關注。2015年9月，該公司的第一艘飛船Arkyd-3R搭乘執行CRS-6船員補給任務的Space X公司「獵鷹9號」運載火箭，直達國際空間站，後從空間站氣閘艙處成功部署在外太空。此次Arkyd-3R的任務主要包括演示控制系統，驗證飛行軟體和電子設備等在內的幾個關於軌道飛行控制的核心技術，同時檢驗系統平台，為未來在深空中探測、研究甚至開發小行星做準備。

行星資源公司總裁兼總工程師克里斯·勒維基介紹道：「由於太陽系內的小行星數量龐大，我們無法建造足夠多的飛船對小行星進行研究，因此低成本是Arkyd-3R飛船後續型的特點之一。」

在Arkyd-3R飛船完成第一階段任務後，行星資源公司還計划進一步發展Arkyd系列深空小行星勘探飛船，在姿態控制能力、電力供應、通信系統和電子設備等方面進行測試，以便未來進入太陽系深處對富含貴金屬資源的小行星進行勘察，掌握太陽系豐富的小行星資源情況，為大規模開採小行星資源提供前期的技術支持。

如今的Arkyd-3R飛船只有一塊土司麵包大小，行星資源公司還在研製體型更大的Arkyd-6飛船，它不但能測試自己公司的科學設備和深空勘測技術，而且還將為其他公司提供一個測試平台。未來，行星資源公司還準備開發Arkyd-100飛船，發展在地球軌道觀測小行星的技術，同時建立小行星資源勘探網路，逐步實現近距離探測小行星。此外，行星資源公司還在研發對小行星水資源的勘探技術，比如在有效載荷中使用中波紅外成像技術，對小行星的水和含水礦物成分進行分析，並掌握在途水分解技術，欲以此實現未來飛船的在途燃料補充，為執行深空任務的宇航員提供足夠的水資源。

除了行星資源公司，美國還有第二家涉足小行星資源開發的私人企業——深空工業公司（DSI）。他們已於2015年發射了名為「螢火蟲」的飛船，併到達指定的小行星探索潛在資源。「螢火蟲」飛船重約25千

未來太空望遠鏡（設計想像圖）

當然，人類若想真正開發小行星資源，還面臨著許多問題和挑戰。例如前文提及的低重力環境，加之缺少磁場、大氣層和臭氧層的保護，因此太陽及宇宙輻射都會嚴重威脅前往重從事勘探、開採任務的宇航員的健康。同時，由於遠離太陽，人類若想在小行星帶上有所作為，就必須研發出太陽能利用率更高的能量轉換設備。更具挑戰的是，小行星帶上的小行星常常會遭受隕星的撞擊。

此外，考慮到小行星帶上的小行星和地球的通信時差至少長達幾十分鐘，完全任由機器人去採礦並不十分可靠，因此人類還要在小行星上建造採礦監視站，並由專業人員定期巡視、維護。最後，如何將開採得到的礦石克，大小相當於一台筆記本電腦，只執行單程之旅，完成任務後將不再返回地球。

深空工業公司首席執行官戴維·岡普表示，他們還將在2016年發射重約32千克的「蜻蜓」飛船，它會從小行星採樣並運回地球，供科學家進行詳細分析，以便確認小行星上的礦物是否具有足夠價值並確定下一步的探測目標。運回地球也是一大難題。目前科學家已經設想了三套運輸方案：一是直接將礦石送回地球；二是就地冶煉後運回金屬，這雖可大大降低運輸成本，但需要將冶煉設備先行運至採礦地點；三是將整個小行星拖曳至近地軌道後再進行開採，這樣做的附帶好處是不僅可以在它上面建設太空補給站的平台，還能為未來地球防禦小行星撞擊進行先期的技術儲備與實踐。

目前看來，無論是登陸還是拖曳小行星，耗費巨大，況且現有技術水平也無法完全保證「奪寶」計劃的成功實施。此外，選擇一顆合適的目標小行星更是尤為關鍵，目前研究者都比較青睞於距離地球更近的，「徘徊」在近地軌道上的小行星。不過，相信即便困難重重，人類也不會放棄開採小行星資源的夢想，畢竟那上面可有千億甚至萬億噸的寶貴礦藏啊！