美国计划斥巨资俘获天外“幽灵船”

2013-05-13 14:29:11  来源:财经国家周刊

  “小行星”,提起这三个字,着实让地球人既紧张又向往。我们害怕其“传说”中空袭地球的骇人威力,同时又憧憬它怀中可能远超地球储量的金属矿藏。如何趋利避害呢?“抓住它,上去看看。”美国人正打算这么干。

  2013年4月10日,在美国白宫提交的2014财年联邦预算申请中,美国航空航天局抓捕一颗小行星并将它拖拽到月球轨道的“要钱”条目赫然在列——启动资金1.05亿美元,项目总耗资26亿美元。此前,美国总统奥巴马等政要已数次公开谈论为何要去小行星,为小行星登陆而研发的新技术时有风闻。

  “我家”周遭宝藏飞

  小行星是沿椭圆轨道绕太阳公转的固态小天体,主要分布在火星和木星运行轨道之间的小行星带中,大约有50万颗。但也有一些不守规矩的,挣脱了“老家”的羁绊,溜达到了地球的公转轨道附近,成为近地小行星,其已知总数约为9500颗。

  在茫茫宇宙中,那些近地小行星犹如行踪不定的“幽灵船”一般在地球周遭游来荡去,时常让人们绷紧神经。且不说考古证据揭示的史前“天地大冲撞”,无须赘述上世纪初“通古斯大爆炸”背后的小行星疑云,单是今年2月在俄罗斯中南部致伤上千人的陨石(此物多源自石质小行星),就让人足以想见其破坏潜力。

  读至此处,想必列位看官定要除小行星而后快了。且慢,小行星同时也是一艘“聚宝船”,只要你能做它的主人,那上面的宝藏便尽归“船主”所有。首先,小行星身世罕见。在太阳系形成之初,木星“增重”得最快,受其运行轨道干扰,木星附近的宇宙物质无法汇聚成大行星,只能沉积、碰撞、碎裂成如今数以几十万计的小行星。因此,这些小天体上极可能留有筑就太阳系的原始物质,获取、研究它们有助于深入了解太阳系的形成和演化,推测其未来生存发展轨迹。

  第二大特点则更加实用——有矿,且可能多得超乎想象。对这个问题的解释需要借助“光谱”。光谱是由复色光分解出的单色光按照其波长大小依次排列的光带(如透过三棱镜的七色光)。通过分析不同物质发射和吸收光线的光谱,可了解其原子的能量值特点和分子的几何形态,并对物质进行化学定性、定量分析。

  说了这么多也就不难理解,迄今科学家了解小行星矿藏的主要渠道,就是观测其光谱,当然还有直接检测砸到地球上的少数小行星碎块。

  依据空间探测数据,某些直径约500米的小行星所蕴含的铂金资源相当于迄今人类开采的铂族金属的总量。此外,近地小行星上几乎都含水,其中不少还藏有镍、铁、金、钴等富矿。而地球上的这些密度较大的金属,早在宇宙洪荒之际便大多沉入了地核。

  小行星的第三大优点说来有些科幻——有望成为载人驶向宇宙深处的一个个沿途中转站。其天然资源可就地开采使用,补给过往飞船,免得从地球出发的航天员啥都得足额自备。

  在了解这些之后,有志问鼎太空之士怎能不希望为那些四处游荡的“幽灵船”套上锚链,为己所用呢?美国人因此开始行动了。

  一网捞个小行星

  美国人要“上天摘星星”,这充满了童话般的浪漫。但真干起来,可不像采摘那样简单。

  依据美方计划,首先要找到有价值的目标:它得是一颗直径约7米、质量约500吨的中等大小近地小行星,它必须怀揣约100吨水、100吨富碳化合物、90吨金属、200吨硅酸盐……简直比选驸马还难。

  此外,即使那些曾让观测人员汗毛倒竖的危险小行星,与地球间的距离也多在数百万千米(等同公里)之外。而且地球、小行星、未来发射的机械“捕快”都在动,速度都在每秒数公里上下,运动方向还不一样。如果把所有实际数字缩小一千倍左右,那相当于两辆相距数千公里、高速行驶的汽车,其中“地球车”向“小行星车”打一枪,子弹要飞到距离后者几厘米的地方定住,然后二者同步飞行。当然开枪的人可以遥控这枚子弹,但要记得子弹的飞行燃料很有限哦,而且目前不能保证操控人员一直掌握“小行星车”的最新准确方位。这些都对轨道控制能力提出了非常高的要求。

  好了,不提困难,反正美国人是要克服困难硬上了。按照他们的“如意算盘”,在2017年至2019年间,一枚宇宙神-5火箭将送“无人小行星捕获器”上路。它装有两个太阳能电池板,展开后左右宽约35米。当靠近目标小行星时,捕获器会放出一个直径约15米、像手风琴的折叠风箱一样缓缓拉开的大网或者口袋,并借助激光定位设备将小行星全身罩住。然后这位“捕快”会启动装有约300公斤燃料的太阳能离子电推进系统,施加反作用力,为边飞边旋转的小行星“除转”。等后者不再闹腾后,就把它“押解”到距地球约38万千米的月球附近轨道上。这一过程将耗时两年有余。

  假如该小行星一直顺从地与月球相伴,美国将在2021年左右将航天员送往这颗小天体。按照洛克西德 马丁公司拟定的“移民石”方案,将有两艘新型“猎户座”飞船升空,一船装载乘员两人,另一船运载所有物资,它们将在地球附近对接上路。在抵达后,1人将出舱,摘取固定在飞船舱外的各种工具和仪器,尔后借助机动装置飘浮到小行星上提取土壤和岩石样本、开展实验。5天后,这两位航天员将驾驶客船与货船分离,继而返航。整个任务预计耗时6个月。

  探矿挖宝细思量

  在美国航空航天局局长博尔登看来,“俘获小行星意味着人类能更好地保护家园”。这种大规模试验将为应对小行星未来某天不期而至,积累实战经验。即使在试验中,被捕的上述小行星脱逃甚至坠向地球也不用担心,直径7米上下的小天体会与地球稠密大气剧烈摩擦,烧得灰飞烟灭。

  与此同时,在有志问天的私营企业眼中,探矿挖宝才是主攻方向。2012年4月,谷歌公司联合创始人佩奇、著名导演卡梅隆等投资者,共同成立了“行星资源”公司,准备在一两年内发射2至5个近地轨道望远镜,找到具有潜在开采价值的小行星。此后,再派遣一组探测器获取候选目标的“体貌”、“五脏六腑”、“行为方式”等详细资料,以期最终确定其矿脉所在。

  预计每实施一次这样的探测,其成本都在两千万美元以上。如果顺利,“行星资源”将操控太空机器人,最快在10年内登上小行星、开采矿藏资源,甚至进行矿石精炼,再将产品送回地球。

  无独有偶,2013年1月,新成立的美国“深空工业”公司也宣布,将从2015年开始发射一系列名为“萤火虫”的小型探测器,勘测小行星资源。然后发射“蜻蜓”探测器,从选定的小行星采样并带回分析。其最终目标是从小行星上开采黄金、铂金等贵金属,再运回售卖。

  在商言商,无可厚非。同时,其为商业目的而开发的勘测、操控、太空冶炼和铸造技术,有望拉动相关产业革新,带来全新商机。例如,“深空工业”公司曾透露已经掌握“微重力铸造”技术——运用3D打印原理,在小行星上用激光按照模具加工金属镍,制成高强度的零部件并且就地使用。

  然而,凡事都有正反面。认为开采小行星矿藏纯粹是在“烧钱”者不在少数。美国加州理工学院的一项研究显示,如果将一个500吨的小行星拖到月球轨道,然后再开采,光是拖的成本就要260亿美元,矿石开采和运输可能还需数亿美元的投入。即使小行星采矿成功,也会带来金融问题。物以稀为贵,突然有数百吨铂金涌入地球经济体系,必定导致其价格大跌,甚至引发金融动荡。

  但不管怎样,天外多种珍稀金属登陆地球,至少将推动以这些金属作为催化剂的制药、环保、化工等行业,给人们带来更多质优价廉的产品、更高的生活品质和更加清洁的环境。

  (作者为中国空间技术研究院《国际太空》月刊执行主编、中国科普作家协会理事)

责任编辑: 房小葵
三项金融改革加快推进 或释放最大红利
随着利率市场化改革进一步推进、人民币汇率进入均衡区间、人民币资本项目可兑换改革的进一步深化,以及存款保险制度的建立和实施,中国经济正步入对外开放的转型期。
大公资讯 中国 军事 言论 图片 财经 产经 金融 汽车 娱乐 明星 生活 科技 书画 报纸 香港在线 国际 社会 教育 副刊 食品 会展 宏观 体育 健康 女人 人物 历史 专题