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小行星与小行星带是科幻小说中常见的故事发生地.在那里,未来的人类进行移民拓殖,提炼金属矿物,或作为星际海盗的藏身地,随时准备劫掠货运飞船而现在,人类真的开始行动了!

到小行星上挖矿对人类有什么好处?当我们抛出这个问题的时候,此次活动的牵头公司“行星资源”回答我们,那好处多了去了,“开发新的水资源、金属资源、提高人类对外太空的认知,大规模的太空探险将创造出新的行业提供新的岗位”

如何写小行星一篇论文
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今年4月份宣布成立的行星资源公司,阵容强大,刚从马里亚纳海沟钻出来不久的导演詹姆斯·卡梅隆携多位亿万富翁（豪华阵容包括谷歌CEO、Word之父、太空旅游公司创办人和NASA资深宇航员）,他们决定把小行星上的水以及贵金属作为开采对象.并宣称,此举将“给全球创造数以亿计的GDP”,“为人类的繁荣昌盛提供基础和保障”.

卡梅隆不是第一个打算把矿工发射到小行星上的好莱坞导演.1998年上映的科幻片《世界末日》中,布鲁斯·威利斯扮演的钻油井工头率队登陆一颗巨大的小行星表面,钻探至小行星深处,放入核弹引爆.以免该小行星撞上地球造成毁灭灾难.

最早描绘小行星采矿的人是GarrettP.Serviss,他于1898年发表了科幻小说《爱迪生征服火星》.在故事中来自地球的舰队首先占领了一颗小行星作为前进阵地,火星人原本在这颗小行星开采黄金.在杰克·威廉森的《反物质飞船》中,蕴藏着反物质能源的小行星带仿佛19世纪的美国西部,各色人等都在这里为了利益争夺而厮杀.在科幻作家笔下,小行星成了交织着金钱与鲜血的太空“金银岛”.

采矿三部曲

回到现实世界,天文学家通过光谱观测法来分析小行星表面反射的光,可以判断出小行星的化学成分.研究发现,除了铁、镍、镁之外,有些小行星上还存在水、氧气、金、铂等物质.因此,有识之士建议把小行星作为未来的资源贮备来使用,或是作为稀有原料的采矿场,或是开辟为太空驿站.当建设大型太空设施时,从地球上运输金属原料不但笨重而且昂贵,未来或许能直接从设在小行星上的太空工厂和开采制造这些原材料.正是因为小行星蕴藏丰富水源和贵金属,引发了众多名流结集一起成立行星资源公司.他们打算像以往的寻宝者一样,承揽探寻、采掘、获取一系列工作.

首先是选定合适的小行星.目标可以锁定在火星和木星之间的小行星带,也可以是在太阳系内自由飞行的小行星.但初期目标最好是从地球附近飞过的近地小行星.就距离而言,近地小行星最容易到达；就开采而言,自由飞行的小行星最合适,因为个头小,直径通常在十多公里内,重力几乎可以忽略不计,成本最低.

现在已被确认的近地小行星有400多颗,其中直径在1000千米以上的就有近百颗；直径在50米以上的,数量高达100万颗.这数以百万计的小行星,哪一颗才有金银呢?

行星资源公司打算用18个月到24个月完成项目第一步,即发射一系列微型太空望远镜,在小行星群中寻找合适开掘对象.这些望远镜仅有几英尺长,几公斤重,造价低,容易发射,可以组成一个窥视太空深处的侦察网络.如果按计划进行,此阶段开支可控制在1000万美元以内.

选定目标后,太阳能机器人矿工最快可在10年内登陆小行星.由于小行星上重力小,浮土层松垮,易于铲除,“发明一种类似吹雪机那样的机器应当不是难事”.就像用铲雪机铲除积雪、铲出路面一样,登陆小行星的太空机器人可轻易掘开浮层,进而挖掘金、铂、水冰等资源.尔后形成常态,搭载机器人的飞行器往返地球和小行星之间,就像班车日常往返矿场一样.

该公司希望通过建立燃料补给站来降低成本.在抵达第一颗小行星后,将开发上面的水资源、建立一个燃料补给站,然后再开采小行星上的金属.从小行星上带回的水被分解成氢氧燃料,供飞行器的推进火箭使用,以减少对地球供给的依赖.行星资源公司的专家说,水的获取、分解和燃料加注应完全自动操作,由飞行器内部装置自行完成.当一颗小行星上的矿产资源开采完之后,采矿设备可以打包装入飞船,飞到下一颗小行星继续挖掘.

收益分析

美国人约翰-刘易斯在1997年出版的《太空采矿：小行星、彗星和行星上的无尽财富》一书中设想,开发3554号小行星可获利20万亿美元,其中8万亿美元来自铁和镍的矿藏；6万亿美元是钴的价值；其余6万亿美元是铂族贵金属的价值.他因此断言,资源危机不过是“源于无知的幻觉”.有趣的是,在这本书出版后,白金的价格涨了三倍.这或许说明了实业界对近期小行星采矿可行性的态度.

看起来天空中仿佛布满宝石,只待人们去摘取.但小行星的独特性质决定了它并不会轻易就范,人类尚需克服重重难关才能采得天上明珠.困难包括：小行星的分布十分分散,互相之间难以建立物质联系形成规模开发效应；小行星表面的低重力会导致人体肌肉萎缩、骨骼软化.长此以往,“小行星人”再难以回到地球的正常重力环境中.这会大大降低人们前往小行星工作的热情；大多数小行星远离太阳,小行星带中的小行星离太阳的距离是日地距离的2至4倍.这意味着可利用的太阳能仅为地球的1/4或1/16.另外,很多小行星是由松散的团块构成的,没有坚实的土地可供“着陆”,开发很有难度.再者,小行星没有臭氧层和磁层,对紫外辐射和高能粒子没有抵御能力.要想不被辐射,需要“挖地三尺”,住在地下几米深才行.但开发小行星也有其不可替代的优势：低重力降低了工程建设难度,开挖土方和建筑房屋都不需要重型机械.低重力也降低了从小行星上发射飞船的难度.同样,在低重力的小行星上着陆也容易得多.

而且有众多的目的地可供选择,目前已获得编号的小行星有30万颗之多.小行星化学组成各异,这就为宇宙飞船的燃料补给、采矿和移民提供了多种资源.从地球可以很容易飞往某些近地小行星,所需燃料甚至少于飞往月球.小行星的表面积-体积比很高,使之能被高效地探测与开发.高真空与低重力的环境是开展空间工业的绝佳场所.比如新材料开发、晶体生长、新药制取等.许多小行星（特别是不活动的彗核）含有大量的可挥发物质与碳（约占总组成的5%）,这些都可供人类及植物生存之需,便于在上面建造人工生物圈.计算表明,如果把所有的小行星都加起来,其容积比在地球表面盖满一英里高的摩天楼还要高,这绝对可以容纳未来的人口膨胀.对于行星资源公司的创想,哈佛大学小行星中心主任蒂姆·斯帕尔说,把钻井设备带入太空安全作业“听上去又贵又难想靠它挣钱超难”.麻省理工学院行星科学教授理查德·宾泽尔也认为这一项目“也许超前了几十年”.不过,仅凭现有技术,在小行星上采矿是完全可行的,缺乏的只是资金和意愿而已.现在,有一群“不差钱”的人愿意促成此事,我们当乐观其成.毕竟,靠开采小行星而一夜暴富是比煤老板更值得传诵的创业神话.

对话“行星资源”

记者：为什么从现在开始努力?

行星资源：人类对小行星早期的了解来自对陨石的研究,更多的相关数据是从航天器对少数小行星的探索中获得的.我们现在开展这项工作恰逢其时,因为私人投资者愿意承担与探测行为相关的风险,而技术也发展到我们有能力开发具有成本效益的小型航天器,登上小行星并确定其真正组成成分和价值.

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记者：难道小行星不是太偏远和难以到达吗

行星资源：实际上,在太阳系中,一些近地天体是最容易到达的目的地.这些天体在运动中甚至比月球表面更靠近我们,这是因为它们有类似地球的轨道,也有小的重力场.因此,我们可以消耗很少的燃料就到达它们.因为重力场非常小和运行轨道的原因,它们不仅更容易着陆,也相对容易离开并返回地球.有超过1500颗的小行星,很容易像到达月球表面一样到达它们.这些“太空岩石”含有从水到铂的多种矿物质.开采小行星矿产将为地球提供可持续资源,维系人类在太空中的