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人类有太空采矿的宏伟计划,但这并不容易

放大字体  缩小字体 发布日期: 2025-04-23 03:50   来源:网络推广  作者:baidu  浏览次数:140

Humans have big plans for space mining, but it’s not go<em></em>nna be easy 图片来源:NASA/Unsplash 麻豆床传媒入口

像地球一样,像月球、火星、小行星和彗星这样的行星体也蕴藏着大量宝贵的资源。这引起了研究人员和工业界的注意,希望有一天能够开采它们来支持太空经济。

但建立任何一种地球以外的矿业都将是一项不小的壮举。让我们看看我们面对的是什么。

当你想到地外采矿时,你可能会想象从太空中的各种物体中提取材料并将它们带回地球。但这不太可能是第一个商业上可行的例子。

如果我们想要像NASA提议的那样在月球上建立永久的人类存在,我们就需要为居住在那里的宇航员提供补给。像水这样的资源只能在一定程度上循环利用。

与此同时,从地球发射的资源极其昂贵。截至2018年,将一公斤物质发射到近地轨道的成本约为3645澳元,将其发射到更高的轨道或月球上的成本更高。在太空中开采的材料很可能会用于太空,以帮助节省这些成本。

就地采收所需材料称为“就地资源利用”。它可以涉及从挖冰到收集土壤来建造结构的任何事情。NASA目前正在探索用3D打印技术在月球上建造建筑物的可能性。

太空采矿也可以改变卫星管理。目夜间正能量视频www正能量网站前的做法是,卫星在10-20年后燃料耗尽时脱离轨道。Orbit Fab等航天公司的一个远大目标是设计一种可以使用太空中收集的推进剂进行燃料补充的卫星。

即使是低地球轨道卫星,从月球到达它们所需的能量也比从地球到达它们所需的能量要少。

说到地球外的采矿机会,有一些资源既丰富又有价值。一些小行星含有大量的铁、镍、金和铂族金属,这些金属可用于建筑和电子设备。

月球风化层(岩石和土壤)含有氦-3,如果核聚变变得可行和广泛,它可能在未来成为一种有价值的资源。英国metalysis公司开发了一种可以从月球风化层中提取氧气的工艺。

预计月球表面会有冰存在,在月球两极附近的永久阴影环形山上。我们还认为火星、小行星和彗星的表面下也有冰。它可以用来维持生命,也可以被分解成氧和氢,用作推进剂。

我(迈克尔)的博士论文涉及测试探测技术如何在月球和火星上运行。我们的其他工作包括在火星上进行冰采矿的经济建模,以及在月球上进行隧道稳定性的计算机建模。

在地球外采矿的一些建议与在地球上采矿类似。例如,我们可以用斗轮挖掘机挖掘月球风化层,或者用隧道掘进机挖掘小行星。

还有一些建议就比较陌生了,比如用真空机器把风化层拉到管子上(这种方法在地球上的挖掘中应用有限)。

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来自悉尼新南威尔士大学和澳大利亚国立大学的研究人员建议使用生物采矿。在这种方法中,引入小行星的细菌会消耗某些矿物质并产生气体,然后由探测器收集和收集。

我们在新南威尔士大学的澳大利亚空间工程研究中心的工作包括寻找减少空间资源行业风险的方法。不用说,还有许多技术和经济上的挑战。

如此多的人渴望开始在地球外采矿,同样的发射成本也意味着将采矿设备送入太空是昂贵的。采矿作业必须尽可能轻,以达到成本效益(甚至可行)。

而且,离地球越远的东西,到达地球所需的时间就越长。向火星探测器发送指令并确认是否成功需要40分钟的延迟。

月球只有2.7秒的通信延迟,可能更容易远程采矿。近地天体也有与地球相似的轨道,偶尔会以与月球相当的距离经过地球。它们是理想的采矿对象,因为到达和返回它们只需要很少的能量。

考虑到将人类送往太空的额外挑战,例如需要生命支持、避免辐射和额外的发射成本,地球外的采矿将主要需要自动化或远程控制。

然而,即使是地球上的采矿系统也不是完全自动化的。在小行星被开采之前,机器人技术还需要改进。

虽然宇宙飞船已经多次在小行星上着陆,甚至回收了样本——在隼鸟1号和2号任务期间,这些样本被送回了南澳大利亚州的伍默拉——但我们在小行星和彗星上着陆的总体成功率很低。

2014年,发射到67P/Churyumov/Gerasimenko彗星的“菲莱”着陆器在一次失败的着陆尝试中坠入了一条沟里。

还有环境方面的考虑。在太空中采矿可能有助于减少地球上所需的采矿量。但前提是地球外的采矿导致更少而不是更多的火箭发射,或者资源返回地球并在地球上使用。

尽管在太空中收集资源可能意味着不必从地球上发射,但随着太空经济的发展,更多的发射可能不可避免。

接下来的问题是,拟议的采矿技术是否能在太空环境中工作。不同的行星体有不同的大气(或没有)、重力、地质和静电环境(例如,由于来自太阳的粒子,它们可能有带电的土壤)。

这些条件将如何影响地球外的行动,在很大程度上仍然未知。

虽然现在还处于早期阶段,但许多公司目前正在开发用于地外采矿、太空资源勘探和其他太空用途的技术。

加拿大太空采矿公司正在开发支持太空生命所需的基础设施,包括氧气发生器和其他机械。

总部位于美国的OffWorld公司正在开发用于在地球、月球、小行星和火星上作业的工业机器人。小行星采矿公司也在努力建立太空资源市场。

文章由悉尼新南威尔士大学休闲学者Michael Dello-Iacovo和Serkan Saydam撰写,离地采矿,未来采矿,采矿系统,悉尼新南威尔士大学

本文转载自The Co在创作共用许可下的对话。阅读原文。

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