我们可以用捕获的小行星来做什么？

发表于 3年以前 | 总阅读数：726 次

小行星灵神星的概念图

我们日常生活中使用的大部分金属都埋在地球的深处。所谓的埋在地球深处，即当我们的地球仍处于熔融状态的时候，几乎所有的重金属都沉向了地核，我们人类几乎无法触达这么深远的位置。那么我们能够获取的黄金、锌、铂和其他贵金属都是从哪儿来的呢？其实，这些贵金属矿脉来自于日后的小行星撞击地球表面。

这些小行星是几乎可以称为行星的天体的残留碎片。尽管不是真正的行星，但它们仍然具有和体型更大的行星表亲相同的所有元素混合。而且，你也不必挖到它们的核心去提取这些金属。比如，小行星灵神星（16 Psyche）含有大约 10 ^ 19 公斤的镍和铁。从钢筋混凝土到手机等一切事物都离不开这两种金属。

如果我们继续维持目前对镍和铁的消耗量，仅灵神星一颗小行星就可以满足我们数百万年的工业需求。

遥远，十分遥远

但是，小行星的主要问题就是它们距离地球实在太远。除了在空间角度上的遥远之外（即使是最靠近地球的小行星，距离我们也有数千万英里），在速度上也十分遥远。从地球表面发射进入轨道，火箭的加速度需要达到每秒 8 公里。为了与一颗普通的小行星会合，火箭的加速度必须提高到每秒 13.5 公里。

加速需要的燃料几乎和发射消耗的燃料差不多，这部分燃料会算在火箭的总载重量内。尝试建设远程采矿作业的成本已经庞大得惊人，额外的燃料会进一步扩大成本。

另外，一旦小行星被开采，小行星勘探者也将面临一个艰难的选择：他们可以尝试在小行星上就地精炼矿石，这就要求建设一套完整的精炼设施；或者他们也可以把原矿石运回地球，但这又意味着很多废料也得一并运回地球。

实现目标

所以，与其尝试开采遥远的小行星，我们不如想办法把小行星直接带回地球！NASA 有一个命运多舛的小行星重定向任务（ARM），这个任务的初衷就是尝试捕获小行星。该任务的目标是从附近的小行星上抓取一块 4 米左右的石块，然后把石块送回地月空间（地球和月球轨道之间的空间）。在这个位置，我们可以十分方便地展开研究。

小行星重定向任务在移动石块时，需要使用太阳能电能推进，用太阳能电池板吸收阳光，然后将其转化为电能。接着，这部分电能可以为离子发动机提供动力。虽然移动的速度不会很快，但至少工作是有效的，任务最终可以达成。

可惜的是，NASA 在 2017 年取消了小行星重定向任务。一些关键技术被用于其他的项目，如研究小行星 101955 的 OSIRIS-REx 任务。另外，NASA 也在继续研究和使用离子发动机。等规模适当扩大之后，未来版本的小行星重定向任务或许可以把小行星石块——乃至整个小行星——送入附近的外太空。

事实上，最近的一项研究已经发现了十几颗潜在的小行星，直径从 2 米到 22 米不等。这些潜在的小行星可以以每秒小于 500 米的速度变化进入近地轨道。而为小行星重定向任务制定的太阳能电能推进计划完全有能力做到这一点，只是时间会比较久。

只要小行星进入近地空间，开采小行星的许多困难就会大幅降低。形象一点地说，就是从登陆火星的难度，降低到登陆月球或者进入低地球轨道的难度。火星与地球之间的长距离给我们带来了后勤、工程和技术上的巨大挑战，我们仍在努力解决这些难题。但与此同时，过去二十多年来，我们人类一直在低地球轨道上活动着。

地月空间内的小行星研究起来会更加容易，我们也可以更加方便地测试不同的采矿策略。另外，把小行星上的资源带回地球也会更容易。

还有一个额外的好处是，任何用于开采的小行星重定向任务也会自动地变成拯救地球的小行星重定向任务。如果我们可以成功地改变一颗无害小行星的速度和轨道，那么我们或许也可以改变一颗可能撞向地球的危险小行星的速度和轨道。比如，太阳能电能推进系统或许是人类避免灾难的最佳机会。