快去宇宙搶礦藏

何憂

“壯闊的荒涼?！?/p>

這是1969年美國宇航員巴茲·奧爾德林登上月球時(shí)的第一印象?，F(xiàn)在，塵封40多億年的月球依然是一片蒼涼沉寂，但這個(gè)狀況不會持續(xù)太久。如果太空采礦步入正軌，未來的月球旅行者將看到一副完全不一樣的場景：深深的傷痕、忙碌的挖掘機(jī)器人和連綿的礦山。

這看起來像是未來主義者幻想中的場景，但并非不可思議。各國公司已經(jīng)“磨刀霍霍”，準(zhǔn)備瓜分宇宙啦！

去太空挖礦

2015年11月，美國總統(tǒng)奧巴馬簽署了《商業(yè)太空發(fā)射競爭法案》，允許美國公民和公司去太空采礦。這被認(rèn)為是正式開始瓜分宇宙資源的標(biāo)志。

大家也許曾疑惑我國為何要耗巨資打造飛行器，然后只是去月球晃一圈兒。其實(shí)，各國登陸月球在某種程度上就是“圈地運(yùn)動”，劃定著陸區(qū)域?yàn)楦髯缘摹皠萘Ψ秶薄?/p>

垂涎月球資源的還有俄羅斯。俄羅斯科學(xué)家已經(jīng)制訂了在月球開發(fā)礦藏的長遠(yuǎn)計(jì)劃。當(dāng)然，美國在這方面走得更遠(yuǎn)。美國航天局每年都會舉行一次機(jī)器人采礦競賽；谷歌公司則為月球X大獎提供贊助，如果參賽者能讓機(jī)器人登上月球并行走500米，就能獲得數(shù)千萬美元的超級大獎。這讓美國走在瓜分月球的前列，美國已經(jīng)成立了多個(gè)致力于開發(fā)月球資源的公司，比如月球快遞公司已經(jīng)著手研發(fā)用于月球商業(yè)發(fā)展的飛行器了。

月球上究竟有什么值得這些大國垂涎的資源呢？

首先是水。美國宇航局已經(jīng)在月球的極區(qū)發(fā)現(xiàn)了大量冰凍水。冰可以用來生產(chǎn)宇航員和礦工所需的飲用水、食品和生活用水，也可以被分解成氫氣和氧氣作為火箭等設(shè)備的燃料。事實(shí)上，如果無法成功將月球上的水轉(zhuǎn)換成燃料和呼吸所需的氧氣，那么月球采礦計(jì)劃在經(jīng)濟(jì)上是低效的。因?yàn)閺牡厍蛏线\(yùn)送水和氧氣去月球的難度和成本都太高，根本不合算。

其次是氦-3。氦-3是氦的同位素，原子核只有1個(gè)中子，是世界公認(rèn)的高效、清潔、安全、廉價(jià)的核聚變發(fā)電燃料。氦-3在地球上的含量極低，但月球上擁有大量的氦-3。據(jù)估計(jì)，月球上有超過100萬噸氦-3。太陽系的氦-3是由太陽產(chǎn)生的，它們隨著太陽風(fēng)在宇宙中飄散。但地球的磁場和厚厚的大氣層使得氦-3幾乎無法抵達(dá)地球表面，所以地球的氦-3含量極低。而月球沒有被厚厚的大氣層包裹，所以在過去的數(shù)十億年里月球積攢了海量的氦-3。

不止氦-3，月球上的稀有金屬儲藏量也比地球多，比如稀土元素的總含量為225億～450億噸，鈦鐵礦的總含量約為150億噸。

有人認(rèn)為，到21世紀(jì)中葉，月球或許會成為人類的第七塊大陸，人們將在月球極區(qū)建立定居點(diǎn)。

除了月球，還有一些公司把掠奪的觸角伸向了小行星，比如美國的行星資源公司和深空工業(yè)公司。小行星被這些公司戲稱為唾手可得的“太空水果”。小行星擁有豐富的水和大量在地球上越來越難獲得的珍貴資源，比如鉑、釔和鑭。據(jù)估計(jì)，小行星地殼中，1噸巖石就至少含有28克鉑。按照市場價(jià)，28克鉑的價(jià)格約為1500美元，這意味著一顆直徑為30米的小行星就可能含有價(jià)值250億～300億美元的鉑金礦。

除了開采礦藏，小行星還可以作為太空“加水站”，為過往的飛行器提供水。行星資源公司估計(jì)，一顆含冰量20%、直徑僅為45米的小行星，就足以為航天器飛行提供所需的液氫和液氧。

還有一些人的想法更大膽，他們計(jì)劃著把整顆小行星抓過來。這樣小行星到了自己的地盤之后，要怎么利用豈不更隨意。比如，2013年美國宇航局就向美國政府提交了一份“捕捉小行星”的方案。該方案計(jì)劃捕捉一顆重約500噸的小行星，并把它帶入近月軌道，來充當(dāng)日后宇航員登陸火星時(shí)進(jìn)行補(bǔ)給的中轉(zhuǎn)站。

如何找到礦脈

無論是在月球還是小行星上采礦，都面臨著一些巨大的挑戰(zhàn)，首先是要找到富含令人垂涎的礦脈的準(zhǔn)確位置，并對其開發(fā)價(jià)值進(jìn)行評估。

為了確定礦產(chǎn)的位置，美國宇航局制作了一張?jiān)虑颉皩殘D”，上面顯示了月球表面富含珍貴鈦礦石的區(qū)域。我們知道，不同物質(zhì)會吸收或反射不同顏色的電磁波，從而呈現(xiàn)不同的顏色。據(jù)此，美國宇航局的月球探測軌道器配置有多光譜成像儀，它以7個(gè)不同波長的電磁波掃描月球表面，得到大量清晰的照片。照片上不同的顏色便代表不同的礦物，而色彩濃度則代表含量。

知道了礦物的大致分布范圍之后，還需要進(jìn)行實(shí)地考察，以確認(rèn)礦脈確實(shí)存在并值得開采。月球快遞公司已向美國聯(lián)邦航空管理局，遞交了向月球發(fā)射帶有取樣器和探測器的月球登陸器的申請。如果申請能通過的話，登陸器將于今年發(fā)射。登陸器將采集樣品，以確定珍貴礦產(chǎn)和水的存在。

和月球相比，勘探小行星面臨的難題更多。因?yàn)樗鼈償?shù)量龐大，成分各異，而且并不是每一顆都具有開采價(jià)值。為此，行星資源公司收購了小行星數(shù)據(jù)庫。

小行星數(shù)據(jù)庫整理了來自美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和哈佛小行星中心的數(shù)據(jù)，記錄了超過58萬顆小行星的科學(xué)信息和準(zhǔn)確的空間位置，并對它們的經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行評估和排行。通過估算，5顆最容易到達(dá)的小行星的價(jià)值在80億～950億美元。

行星資源公司將在地球軌道附近派駐大量小行星勘探飛船，上面也放置了多光譜成像儀。同美國宇航局一樣，該公司希望把反射率作為評估小行星包含多少資源的指標(biāo)。一旦發(fā)現(xiàn)富含稀有金屬礦產(chǎn)的小行星，公司將發(fā)射航天器去小行星上一探究竟。

而深空工業(yè)公司更傾向于直接派遣取樣飛船去小行星，就地分析其資源含量。因?yàn)楦缓值男⌒行堑姆瓷渎屎艿停鼈兛雌饋肀让禾窟€黑，所以很難在黑暗的太空中獲得它們的清晰圖像。

如何采礦

找到礦產(chǎn)之后，還要解決如何在低重力或零重力條件下安全著陸和采礦的問題。對于任何被送往其他星球進(jìn)行挖掘工作的機(jī)器人而言，首要的條件便是它必須小巧輕便，以便于放到火箭上進(jìn)行發(fā)射；但反過來，它也必須具有一定的質(zhì)量，這樣才能穩(wěn)穩(wěn)地落在那些重力比地球小的星球上，并順利展開工作。

要兼顧這兩點(diǎn)并不容易，至少科學(xué)家們目前還做不到。比如2014年11月，歐洲航天局的菲萊登陸器在登陸彗星67P時(shí)就出現(xiàn)了失誤。登陸器著陸的時(shí)候被地面彈開，最后降落在懸崖附近。此地的光線不足，導(dǎo)致登陸器供電不足，無法正常工作。小行星的質(zhì)量和彗星差不多，所以登陸小行星和登陸彗星時(shí)所面臨的情況差不多——引力很小或沒有引力，這使得著陸和取樣都成為難題。

為了解決這些難題，這些公司各出奇招。在深空工業(yè)公司的計(jì)劃中，派遣到小行星的取樣飛船除了檢測行星資源，還將一并檢測其“可挖掘度”?？赏诰蚨纫饧吹顷懺撔⌒行呛屯诰虻V產(chǎn)的難易程度。

曾協(xié)助美國宇航局開發(fā)“勇氣號”和“機(jī)遇號”火星探測器的蜜蜂機(jī)器人公司，設(shè)計(jì)出了一款多“腳”的小行星水分提取器。它的多只特別設(shè)計(jì)的“腳”讓它能牢牢地附著在小行星表面，哪怕表面如混凝土一樣堅(jiān)硬。小行星水分提取器通過鉆孔獲取混有冰的土壤，然后從中提取水分以供使用，而剩下的干燥土壤可以作為分析資源的樣本。

美國宇航局正在測試用于月球露天開采的采礦機(jī)器人。這臺名為Rassor（全稱“表土層先進(jìn)表面系統(tǒng)操作機(jī)器人”）的采礦機(jī)器人兩端都有滾輪式的鏟斗。這兩個(gè)挖掘滾輪可以向著相反的方向旋轉(zhuǎn)，互相為對方提供足夠大的摩擦附著力，讓挖掘工作得以在低重力環(huán)境中順利進(jìn)行下去。然后，這些小“礦工”將挖掘到的土壤倒入專用的設(shè)備中，分離水分和礦物。

誰挖到就歸誰嗎

在不久的將來，我們不僅可以將太空資源運(yùn)回地球，還可以直接在太空建立加工工廠，甚至將破壞地球生態(tài)環(huán)境的工業(yè)遷往太空。

不過在此之前，我們得先明確，太空采礦是否合法，采到的礦產(chǎn)將歸誰所有？

目前僅有兩個(gè)國際條約提到過太空礦產(chǎn)開采問題：《外層空間條約》和《月球協(xié)定》。二者都認(rèn)為，太空是屬于全人類的，人們可以自由開采和利用月球及其他天體的資源。從中我們可以看出，確實(shí)是誰挖到就歸誰。也就是說，如果我國明天在月球上挖出了幾百噸鑭的話，我們并沒有犯法，并且這些鑭都是我們的。

隨著太空采礦事業(yè)的快速發(fā)展，許多經(jīng)濟(jì)問題也隨之產(chǎn)生，最明顯的問題就是所有權(quán)沖突。如果有多個(gè)公司宣稱自己有權(quán)利開采某顆小行星，并在上面建立工廠，我們可以想象這些公司及其所在國家間將爆發(fā)的矛盾。事實(shí)上，這已不僅僅是資源開采問題了，它已逐漸成為地緣政治問題，沒有國家希望其他國家成為某個(gè)星球或某項(xiàng)資源唯一的擁有者。

另一個(gè)大麻煩是壟斷和隨之產(chǎn)生的貧富差距。進(jìn)入太空采礦行業(yè)的高成本，加上經(jīng)濟(jì)和法律制度不健全，會造成該行業(yè)史無前例的壟斷。只有極少數(shù)人能把公司開到外太空，并建立連鎖機(jī)構(gòu)，其產(chǎn)出將成倍增長，或許到最后會發(fā)展成為一個(gè)比地球上任何企業(yè)都大數(shù)百萬倍的公司。所以太空采礦業(yè)會將資本集中到少數(shù)人手中，加劇貧富差距。

不過這些問題都無法阻止人類瓜分宇宙資源的步伐，人類將會建立一個(gè)涵蓋整個(gè)外太空的完整的經(jīng)濟(jì)制度和法律體系。到那時(shí)，太空中就將布滿人類的開采基地，上面穿梭著各種忙碌的機(jī)器人，部分人類也將移居于此，負(fù)責(zé)維護(hù)生產(chǎn)設(shè)備和進(jìn)行其他科學(xué)研究。