哈佛博士回國(guó)入局小行星采礦

“銀河系中心的黑洞在幾百萬年前剛吃了一頓飯，吃完飯打了一個(gè)飽嗝，這個(gè)飽嗝就是費(fèi)米氣泡?！弊鳛橘M(fèi)米氣泡的發(fā)現(xiàn)者之一，哈佛天體物理學(xué)博士、中國(guó)第一家小行星采礦公司起源太空創(chuàng)始人蘇萌，這樣解釋他的發(fā)現(xiàn)。

幾千年來，人類對(duì)銀河系的認(rèn)知就是一個(gè)盤狀星系，由于身處其中，我們看到的就是夜空中肉眼可見的橫跨天際的一條白色的光帶。

但當(dāng)蘇萌和他的同事們使用高能量伽馬射線電磁波段去觀測(cè)銀河系時(shí)，看到一個(gè)震驚學(xué)界的發(fā)現(xiàn)—銀河系的銀盤兩側(cè)非常對(duì)稱的分布著兩個(gè)巨大的“氣泡狀”結(jié)構(gòu)，這也是人類迄今為止認(rèn)知到的銀河系最大的結(jié)構(gòu)—“費(fèi)米氣泡”。

費(fèi)米氣泡的形狀是極其宏大的啞鈴形結(jié)構(gòu)—兩個(gè)巨大的氣泡從銀河系中心延伸出去，分別位于銀河系旋臂面的上方和下方，每個(gè)氣泡高度大約有三萬光年。

費(fèi)米氣泡也是經(jīng)過全球幾十家科研機(jī)構(gòu)、近千名科學(xué)家近20年的共同努力，使用造價(jià)十億美金的費(fèi)米伽馬射線大面積望遠(yuǎn)鏡，發(fā)現(xiàn)的迄今為止最重要天文現(xiàn)象，沒有之一。

具體來說，我們身處的銀河系中心有一個(gè)巨型的黑洞，它上次“吃”東西的瞬間估計(jì)是幾百萬年之前，因此我們錯(cuò)過了它“吃播”過程 。

但是費(fèi)米氣泡告訴我們，銀河系中心的巨型黑洞SgrA*（人馬座A*）在幾百萬年前，一下子進(jìn)食了大約幾千個(gè)太陽那么多質(zhì)量的物質(zhì)。

蘇萌說，費(fèi)米氣泡的發(fā)現(xiàn)可給認(rèn)識(shí)宇宙中星系的形成演化、以及宇宙中多種尺度的起源問題可以帶來幫助。

基于該成果，他獲得全世界高能天體物理領(lǐng)域最高成就Bruno RossiPrize，也是近40年來全世界最年輕的獲得者和華人唯一獲得者，并借此入選全球十大物理學(xué)進(jìn)展、十大天文學(xué)進(jìn)展。

在美九年，和導(dǎo)師見證太空采礦的興起

蘇萌是山西太原人，當(dāng)年通過參加全國(guó)高中物理競(jìng)賽保送至北京大學(xué)物理學(xué)院，本科畢業(yè)時(shí)幾乎修完了物理學(xué)院全部的本碩課程。

畢業(yè)后，蘇萌去哈佛讀直博，到哈佛的第二周， 他后來的導(dǎo)師之一M a r t i nElvis（研究了20多年小行星采礦、該領(lǐng)域全世界最資深科學(xué)家）問他是否有興趣做小行星采礦。

剛到美國(guó)的蘇萌“蒙”了，在當(dāng)時(shí)并不了解該領(lǐng)域的蘇萌看來，這應(yīng)該是科幻小說里面的場(chǎng)景。沒想到就是這一問，讓蘇萌與他的導(dǎo)師一起參與見證了整個(gè)太空采礦行業(yè)的興起，并埋下了創(chuàng)立一家太空采礦公司的種子。

博士畢業(yè)后，他從哈佛大學(xué)來到查爾斯河對(duì)岸的、麻省理工學(xué)院開展博士后研究，期間他曾參與過南極極點(diǎn)望遠(yuǎn)鏡、費(fèi)米太空望遠(yuǎn)鏡等多個(gè)國(guó)際合作項(xiàng)目。

這些大型項(xiàng)目，由來自數(shù)十個(gè)機(jī)構(gòu)的數(shù)百名國(guó)際科研人員參與，但只有蘇萌一位是中國(guó)人，而中國(guó)一直還沒有開展太空天文望遠(yuǎn)鏡的項(xiàng)目。2010年開始，他開始思考如何在國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上發(fā)展中國(guó)自己有特色的太空望遠(yuǎn)鏡。

有一次，他應(yīng)邀訪問紫金山天文臺(tái)，遇到了現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)常進(jìn)，當(dāng)時(shí)常進(jìn)正在用南極高空氣球進(jìn)行研究，蘇萌覺得費(fèi)米望遠(yuǎn)鏡有很大的改進(jìn)空間， 并且中國(guó)在此方面也有機(jī)會(huì)得到突破。

兩人一拍即合，原來常進(jìn)早已經(jīng)開始琢磨如何在中國(guó)推進(jìn)第一個(gè)以天文觀測(cè)為目標(biāo)導(dǎo)向的探測(cè)衛(wèi)星。

2011年，暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星通過中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)正式立項(xiàng)，此后蘇萌也一直在中美兩地頻繁往返，推進(jìn)中國(guó)空間天文探索的相關(guān)項(xiàng)目，多的時(shí)候每年十幾次。

蘇萌認(rèn)為， 未來人類一定會(huì)到太空去，利用太空中的資源是必由之路，天文學(xué)是否能有跨越式的發(fā)展，是否能改變?nèi)祟愓J(rèn)知宇宙的速度，也取決于人類有無能力對(duì)太空資源進(jìn)行商業(yè)化開發(fā)。

目前，太空資源利用也成為不少國(guó)家的戰(zhàn)略。因此對(duì)于創(chuàng)業(yè)，他認(rèn)為也不僅個(gè)人的選擇，也是時(shí)代的訴求。

邁入太空2.0時(shí)代

2009年，世界第一家小行星采礦公司“PR”（Planetary Resources） 誕生，該公司由電影導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆、聯(lián)合谷歌創(chuàng)始人Lary Page等出資成立，當(dāng)時(shí)對(duì)于做小行星采礦來說，大家能預(yù)料到肯定很貴，但究竟怎么做、要花多少錢還在摸索中。

過去十年間，全世界做小行星采礦的公司，已經(jīng)摸索出一條可行的路線，并且已有公司轉(zhuǎn)做整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的某個(gè)細(xì)分環(huán)節(jié)。

2015年，美國(guó)就小行星采礦進(jìn)行立法，其他國(guó)家也意識(shí)到小行星采礦有著極大的國(guó)家戰(zhàn)略價(jià)值。后面幾年，歐洲、澳洲和日本也陸續(xù)立法，目前全球有幾十家商業(yè)航天公司在從事太空資源相關(guān)的業(yè)務(wù)。其中，日本尤其著重發(fā)展深空探測(cè)，特別是小行星探測(cè)上已在很多方面領(lǐng)先全球。

另一方面，各國(guó)衛(wèi)星的發(fā)射速度不斷增加，導(dǎo)致太空積累了很多廢棄垃圾，垃圾的運(yùn)行速度很快，撞到其他衛(wèi)星就有可能帶來風(fēng)險(xiǎn)。這就好比高速路上開車，如果路面不干凈就會(huì)有車毀人亡的風(fēng)險(xiǎn)，未來在太空中的人類活動(dòng)也是一樣。

起源太空雖然并非清理太空垃圾的公司，但要想開采太空資源，就得把它運(yùn)回到地月系統(tǒng)，然后再進(jìn)行開采。這就需要對(duì)太空的天然物體進(jìn)行控制，此外改變其天然狀態(tài)也是該公司正在迅速建設(shè)的技術(shù)能力。從近地軌道來看，也可用類似技術(shù)去清除衛(wèi)星在軌服務(wù)的垃圾。

蘇萌把太空分為1.0時(shí)代和2 . 0時(shí)代，1 . 0時(shí)代是傳統(tǒng)的通信、導(dǎo)航、遙感等業(yè)務(wù)，衛(wèi)星上天后對(duì)地拍攝照片，或者進(jìn)行GPS等衛(wèi)星定位并服務(wù)于地面。

而現(xiàn)在已逐步進(jìn)入太空2.0時(shí)代，未來各國(guó)發(fā)射的衛(wèi)星會(huì)越來越多，在軌衛(wèi)星的增多，也誕生了巨大的衛(wèi)星在軌服務(wù)市場(chǎng)，其中就包括越來越多的太空垃圾清理。

采訪當(dāng)天，蘇萌剛完成一個(gè)嫦娥四期探月計(jì)劃的答辯，他和團(tuán)隊(duì)已經(jīng)深入?yún)⑴c到國(guó)家系統(tǒng)性的空間探測(cè)活動(dòng)中。

相比日本的一家對(duì)標(biāo)企業(yè)，蘇萌說：“最核心的優(yōu)勢(shì)是我們?cè)谥袊?guó)！”中國(guó)有完整的航天產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)，而且有幾十年的深厚積累，而2020年疫情對(duì)于中國(guó)航天幾乎沒有影響。

NEO-01太空采礦機(jī)器人發(fā)射在即

今年4月，起源太空即將發(fā)射NEO-01太空采礦機(jī)器人，6月即將發(fā)射“仰望一號(hào)”光學(xué)/紫外望遠(yuǎn)鏡，據(jù)介紹這也是中國(guó)第一臺(tái)空間光學(xué)/紫外望遠(yuǎn)鏡。

此次NEO-01太空采礦機(jī)器人上天的任務(wù)之一，是在太空中初步驗(yàn)證未來小行星采礦的技術(shù)，以及完成清理太空垃圾的能力展示。

在地面上，蘇萌和團(tuán)隊(duì)做了大量的實(shí)驗(yàn)，在盡可能提高成功率的同時(shí)，他們也在盡可能地降低任務(wù)成本，據(jù)他透露整個(gè)任務(wù)的成本，不到國(guó)際同類公司的十分之一。

除了執(zhí)行這個(gè)世界級(jí)太空任務(wù)的同時(shí)，該采礦機(jī)器人還攜帶了一臺(tái)手機(jī)作為輔助大腦上天，屆時(shí)手機(jī)可實(shí)現(xiàn)部分在軌控制和計(jì)算的功能。

上天過程中，還得把手機(jī)保護(hù)好，比如溫度的控制、熱的控制、電的控制，這樣才能推進(jìn)衛(wèi)星進(jìn)一步智能化。

期間，最重要的一步是設(shè)計(jì)出能承載特定功能的系統(tǒng)集成載荷的航天器，NEO-0 1太空采礦機(jī)器人包括三個(gè)相機(jī)、一個(gè)手機(jī)、推進(jìn)系統(tǒng)和主任務(wù)載荷。此外，在做子系統(tǒng)時(shí)，也要找到最好的參數(shù)指標(biāo)，去實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

NEO-01太空采礦機(jī)器人上天后，出于有趣，蘇萌和團(tuán)隊(duì)在NEO-01上面裝了一個(gè)150°大視場(chǎng)相機(jī)，預(yù)期每天都可傳回很多圖片。

未來拍攝的太空照片可以傳回該公司地面小天體數(shù)據(jù)中心，拍攝的信息會(huì)轉(zhuǎn)化成相關(guān)數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建出對(duì)天觀測(cè)的數(shù)據(jù)庫，此外他們也在研制專門算法去提取相應(yīng)的信息。

談及NEO-01太空采礦機(jī)器人的發(fā)射意義，蘇萌說，要想在非常遠(yuǎn)的地方開采小行星，第一步就是實(shí)現(xiàn)在比較近的地方（近地軌道） 開采一個(gè)小東西（模擬小目標(biāo)）。這是國(guó)際上行業(yè)發(fā)展的共識(shí)，但是即便如此也是困難重重。

而只有在中國(guó)這樣快速發(fā)展的大背景下，有了完善的航天產(chǎn)業(yè)鏈、國(guó)家相關(guān)技術(shù)的長(zhǎng)期積累、迅速有效的疫情防控，才使得一切成為可能，這就是這個(gè)偉大時(shí)代賦予我們的時(shí)代機(jī)遇。

之后，盧森堡將會(huì)召開全球太空資源的會(huì)議（疫情原因在線上召開），屆時(shí)蘇萌也將應(yīng)邀發(fā)言介紹公司的發(fā)展。他認(rèn)為，太空采礦不是一個(gè)黑科技行業(yè)，而是一個(gè)全新的巨大商業(yè)場(chǎng)景，因此需要各方面的頂尖人才參與。

一直以來，紫外波段的太空輻射無法穿過大氣層，所以必須通過太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)。據(jù)蘇萌介紹，預(yù)計(jì)在6月發(fā)射的仰望一號(hào)空間光學(xué)/紫外望遠(yuǎn)鏡，其主要優(yōu)點(diǎn)是大視場(chǎng)，不僅能發(fā)現(xiàn)新的小行星，對(duì)天上突然發(fā)生的變化也很敏感，因此能看到很多發(fā)光運(yùn)動(dòng)物體。

中國(guó)發(fā)射的觀測(cè)地球的衛(wèi)星有很多，但是觀測(cè)宇宙的并不多。因此仰望一號(hào)空間光學(xué)/紫外望遠(yuǎn)鏡，用在科研和教學(xué)中，也可幫助培養(yǎng)更多科研學(xué)術(shù)人才，目前該公司也正在著手和高校建立聯(lián)合人才培養(yǎng)實(shí)踐基地。

他希望這些人才梯隊(duì)的建設(shè)，可以為中國(guó)未來的大型太空天文基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，如直徑2 米的中國(guó)空間站大型光學(xué)望遠(yuǎn)鏡（CSST）貢獻(xiàn)力量。

在此之前，蘇萌和團(tuán)隊(duì)已具備運(yùn)營(yíng)龍蝦眼X射線望遠(yuǎn)鏡和八一03星望遠(yuǎn)鏡的經(jīng)驗(yàn)，仰望一號(hào)作為全球在軌運(yùn)行的視場(chǎng)最大的天文望遠(yuǎn)鏡，也將為中國(guó)天文事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)民營(yíng)航天力量。

蘇萌說，到2025年他和團(tuán)隊(duì)將發(fā)射數(shù)十顆太空望遠(yuǎn)鏡和更多的航天器，“參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，在太空中展示中國(guó)企業(yè)能力”是他的目標(biāo)之一。