“迷你月亮”上的豐富礦藏

在2013年2月15日，一顆隕石墜落在俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州，導(dǎo)致當(dāng)?shù)亟?200人受傷，造成經(jīng)濟(jì)損失10億盧布。據(jù)俄羅斯科學(xué)院估計(jì)，這塊墜地的隕石重10噸，以每小時(shí)至少5.4萬(wàn)千米的超音速進(jìn)入地球大氣層，在距離地面30千米～50千米時(shí)解體，爆炸威力相當(dāng)于一顆小型原子彈。這是一顆近地小行星。闖入地球大氣層的近地小行星是多么可怕，然而卻有人想開發(fā)近地小行星。

谷歌創(chuàng)始人拉里·佩奇和電影導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆共同資助一家公司，并在2012年4月24日公布了他們的近地小行星探測(cè)計(jì)劃：試圖開采這些近地小行星上的貴重礦產(chǎn)資源。但由于小行星的引力場(chǎng)較弱以及在太空中橫沖直撞，可以說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)在小行星上采礦的設(shè)想將會(huì)面臨諸多困難。

地球的“迷你月亮”

一個(gè)世紀(jì)前，一些奇怪的東西劃破了北美洲的天空。1913年2月9日，很多目擊者在北美的夜空看到了許多正在燃燒的火球，它們并不像流星雨那樣拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴向四方飛逝，而是在北美洲上空緩慢而有條不紊地移動(dòng)著?；鹎蜃钕瘸霈F(xiàn)在加拿大的薩斯喀徹溫省，燃燒的紅色火球拖著蒸汽般條紋移向東南方并經(jīng)過(guò)紐約以北，隨后回蕩在大西洋上空。這一奇觀的最后一站是百慕大群島，此時(shí)正好有一艘蒸汽輪船駛過(guò)，見證了這最后一幕。

從這一奇觀的起始地到終結(jié)地之間的距離是9200千米。能夠在如此大的范圍內(nèi)看到這些火球，說(shuō)明它們處于繞轉(zhuǎn)地球的軌道上。結(jié)論是引人注目的：那天晚上人們看到的，很可能是地球的一顆早期未被發(fā)現(xiàn)的小型月球的瓦解過(guò)程。

1913年的事件并不是唯一的。小行星軌道的計(jì)算機(jī)模型顯示，太空中一些直徑幾米的小行星如果距離地球很近，它就會(huì)被地球的引力場(chǎng)所捕獲。但是，這些小行星中只有很少的一部分會(huì)瓦解并撞向地球，而許多繞轉(zhuǎn)地球的小行星是觀測(cè)不到的，它們的軌道比月球還要遠(yuǎn)，之后便悄無(wú)聲息地滑入深空。然而，當(dāng)它們的軌道距離接近地球時(shí)，便會(huì)成為地球的“迷你月亮”。這些“迷你月亮”不但比我們想象中更加普遍，而且還能在揭示太陽(yáng)系演化中扮演重要角色。

一顆行星捕獲一顆小型天體并不足為奇，木星就是這方面的大師。1994年7月，木星最著名的獵物便是“蘇梅克一列維9”號(hào)彗星。隨后，這顆巨行星將“蘇梅克一列維9”號(hào)彗星撕成碎片，那真是一場(chǎng)驚心動(dòng)魄的“星球之戰(zhàn)”。

幸運(yùn)的是，地球的引力并不像木星那樣強(qiáng)，這也意味著諸如木星那樣的撞擊事件幾乎不會(huì)發(fā)生在地球上。一些近地小行星來(lái)自于火星和木星之間的tspKhZMpixGaEKsx7t8Tnw==主帶小行星。然而，用來(lái)監(jiān)測(cè)有可能撞擊地球的小行星的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系中有越來(lái)越多的小行星。其中，由遠(yuǎn)古時(shí)期大型天體撞擊后的碎片形成的小行星很小，這些體積較小的小行星如果距離地球很近，那就很可能被地球捕獲并圍繞地球公轉(zhuǎn)（或許時(shí)間很短）。

追蹤“迷你月亮”

赫爾辛基大學(xué)的邁克爾·格蘭維克和他的同事是那些飛過(guò)夜晚的小行星的追蹤者。格蘭維克小組的計(jì)算表明，一些“迷你月亮”的直徑可能只有幾米，其與地球的距離可能是地月距離的12倍遠(yuǎn)。由于受到太陽(yáng)和其他行星的攝動(dòng)，這些“迷你月亮”在地球引力場(chǎng)中的旅行是很微妙的。結(jié)果，格蘭維克的模型顯示，許多“迷你月亮”僅在地球周圍停留近9個(gè)月，就會(huì)再一次滑入深空?；蛟S最令人感到驚訝的是，如此短暫停留的“迷你月亮”是件稀松平常的事情。格蘭維克說(shuō)：“或許，現(xiàn)在就有一顆這樣的‘迷你月亮’。”

找到一顆“迷你月亮”并不容易，這是因?yàn)樗鼈兊捏w積較小，所以很難捕捉到其反射光。目前，美國(guó)夏威夷的泛星計(jì)劃望遠(yuǎn)鏡正在尋找具有潛在威脅的近地小行星。但是，這些巡天計(jì)劃并沒有足夠的能力來(lái)搜尋直徑只有幾米的“迷你月亮”。

然而，格蘭維克和其他人經(jīng)常看到的卻是類似“迷你月亮”的太空垃圾。美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的保羅·克達(dá)斯說(shuō)：“在我們觀測(cè)到的6個(gè)目標(biāo)中，有5個(gè)是太空垃圾?！?/p>

剩下的一顆呢？有可能真的是“迷你月亮”。2006年9月14日，卡特里那巡天系統(tǒng)探測(cè)到一顆正在地球軌道上的目標(biāo)——這顆名為2006 RH120的小行星是2006年7月被地球捕獲的。正如天文學(xué)家觀測(cè)到的那樣，它僅僅花費(fèi)3個(gè)月的時(shí)間就繞轉(zhuǎn)地球3圈。其他一些被認(rèn)為是太空垃圾的，在進(jìn)入月球軌道后又再一次慢慢飄走。

為了區(qū)別于太空垃圾，克達(dá)斯分析了2006 RH120的軌道。首先，小行星相對(duì)于太空垃圾較致密，它們的運(yùn)動(dòng)是借助引力的推動(dòng)；而太空垃圾幾乎中空，其運(yùn)動(dòng)主要是借助太陽(yáng)光壓的推動(dòng)。被記錄的這顆2006 RH120，其直徑大約是5米?，F(xiàn)在，這顆小行星如同地球一樣在圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，到2017年，該小行星正好同我們地球分別位于太陽(yáng)的兩邊。而它再次拜訪地球的時(shí)間很可能是2028年左右。

格蘭維克懷疑，天文學(xué)家已經(jīng)看到了一些真實(shí)的“迷你月亮”。“當(dāng)觀測(cè)者看到一個(gè)目標(biāo)處于地球軌道的時(shí)候，”他說(shuō)，“他們會(huì)想這個(gè)目標(biāo)僅僅是太空垃圾。因此，不會(huì)太在意這些目標(biāo)。”他希望新的巡天計(jì)劃開啟對(duì)這些“迷你月亮”的觀測(cè)。計(jì)劃于2019年完成的大口徑全天巡視望遠(yuǎn)鏡，其口徑為8.4米（主要用以搜尋小行星），應(yīng)當(dāng)能輕松快速地發(fā)現(xiàn)這些“迷你月亮”?！叭绻磥?lái)我們找到了這些‘迷你月亮’，那么我們將有機(jī)會(huì)來(lái)研究這類之前從未看到過(guò)的小行星，”格蘭維克說(shuō)，“我們還能夠很容易地向它們發(fā)射探測(cè)器?！?/p>

的確，這些任務(wù)的耗資是巨大的。小行星是行星形成過(guò)程中的殘留物，它們的成分是巖石和金屬，永遠(yuǎn)也不可能合并成更大的天體。因此，這些小行星保留了很多行星形成的線索，例如形成行星的原始成分（包括促進(jìn)地球上生命起源的有機(jī)成分）。

飛向“迷你月亮”

近年來(lái)，試圖從一顆小行星上采集樣本的行星科學(xué)家可以說(shuō)是費(fèi)盡心機(jī)，針對(duì)一顆“迷你月亮”的任務(wù)或許會(huì)為他們提供超越其狂野夢(mèng)想的更多便利和恩賜。日本空間局的“隼鳥”號(hào)探測(cè)器在遭受了挫折和延遲之后，最終于2003年開始了以近地小行星“系川”為目標(biāo)的旅程。在飛行過(guò)程中，“隼鳥”號(hào)受到了猛烈太陽(yáng)風(fēng)暴的襲擊，其太陽(yáng)能板也因此損壞了。此后，它不得不降低探測(cè)器的能耗并緩慢地飛行。2005年，“隼鳥”號(hào)到達(dá)小行星“系川”，但在試圖著陸的過(guò)程中失去了聯(lián)系。盡管“隼鳥”號(hào)遭遇了重重險(xiǎn)關(guān)，但幸運(yùn)的是，2010年6月，“隼鳥”號(hào)跌跌撞撞地回到地球，并帶回了小行星的珍貴樣本。

為了與小行星交會(huì)，探測(cè)器一般要花幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間在太空飛行。相反，一艘用于探測(cè)“迷你月亮”的探測(cè)器，只需要幾周甚至是幾天的飛行時(shí)間。格蘭維克說(shuō)：“對(duì)于一顆直徑僅幾米的‘迷你月亮’而言，我們甚至可以將其完整地帶回地球進(jìn)行研究?！?/p>

除了科研價(jià)值外，“迷你月亮”很可能給人類帶來(lái)更多的財(cái)富——貴金屬。

小行星主要分成三類：M型小行星主要是由金屬構(gòu)成；S型小行星屬于石質(zhì)且富含鐵、鎳以及鎂等稀有金屬的小行星；c型小行星是最普遍的一類，其構(gòu)成元素與宇宙平均豐度幾乎相同，只是不含氫和氧。

20世紀(jì)80年代，人們?cè)務(wù)撈鹪谛⌒行巧祥_礦必須穿上太空服之類的話題?，F(xiàn)在，這些想法重新成為了時(shí)尚。重新關(guān)注太空服的原因是：在過(guò)去的10年里，黃金和其他一些貴金屬的價(jià)格穩(wěn)步上升。1994年，美國(guó)行星科學(xué)研究所的威廉·哈特曼估算，一顆2000米寬的小行星可能富含25萬(wàn)億美元的礦產(chǎn)資源！這足夠用來(lái)償還美國(guó)15萬(wàn)億美元的國(guó)債，并且使投資者變得很富有。

當(dāng)然，困難是這些資源并不是觸手可及的。然而，“迷你月亮”可以改變這些情況，盡管這些“迷你月亮”的直徑是小行星的千分之一，盡管它們距離我們?nèi)匀缓苓h(yuǎn)?！叭绻鼈儽坏厍虿东@，一下子就能把距離拉近，這樣開采就變得可行了?！笨诉_(dá)斯肯定地說(shuō)，盡管他仍然不確定在空間采礦的可行性到底有多大。

清華大學(xué)航空航天工程師寶音賀西及同事，在確定了被地球捕獲的小行星的可能規(guī)模后指出，對(duì)一些足夠靠近地球的近地小行星，通過(guò)發(fā)射導(dǎo)彈或在小行星上設(shè)置太陽(yáng)帆，便能將其“推”進(jìn)地球軌道。他們認(rèn)為，這可能是在近地小行星上采礦的有效手段之一。

隨著世界人口的劇增，對(duì)資源的需求也在不斷增大，或許這是在小行星上進(jìn)行資源開采的推動(dòng)力之一。此外，諸如太空探索技術(shù)公司等私營(yíng)空間公司的出現(xiàn)，使得空間任務(wù)的成本急劇下降。太空探索技術(shù)公司發(fā)射火箭的費(fèi)用可以低至每千克2000美元以下。

即便如此，克達(dá)斯還是持懷疑態(tài)度?！把兄菩⌒行侵懷b置是昂貴的，如果還要在上面開采礦產(chǎn)并將其帶回地球，其成本必然更高。”他說(shuō)，“我不確定太空旅行能否足夠廉價(jià)，以至于在小行星上采礦都變得可行?！?/p>

即使在小行星上采礦的提案永遠(yuǎn)得不到支持，但“迷你月亮”仍然是一項(xiàng)不可或缺的資源。當(dāng)這些“迷你月亮”來(lái)到我們地球的家門口時(shí)，為什么要花費(fèi)數(shù)十億美元去著陸小行星？除非我們看不到這些“迷你月亮”。但是，如果我們審視整晚的夜空，我們有足夠的理由相信，它們就在那里，并如同地球的果實(shí)一樣被地球捕獲而圍繞地球公轉(zhuǎn)。