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月球殖民不是夢!月球水冰開採計劃開始成形啦

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科學家、工程師和採礦技術專家開始繪製藍圖,規劃勘探和開採月球極地水冰所需的硬體和任務。他們為何對月球水冰產生濃厚興趣?原因很簡單:月球水冰可以轉化成氧、液態水和火箭燃料。開採水冰能夠幫助拓荒者在月球上生存並建造繁榮的殖民地,同時也能讓企業家賺得缽盈盆滿。

月球蘊藏著豐富的資源,能夠幫助拓荒者在月球上生存並走向繁榮,同時也能讓企業家賺得缽盈盆滿

需要更多數據

1971年7月31日,「阿波羅15」號宇航員吉姆·歐文站在月球車旁

6月,專家們齊聚科羅拉多礦業學院,出席一場太空資源圓桌會議。科學家、工程師和太空探索的倡導者將月球水冰視為一個寶貴的經濟資源。但在開採月球水冰資源前,他們需要獲取更多相關數據,進一步了解水冰分布、濃度、數量、深度、岩土力學性質以及設計和研發開採-處理系統所需的其它數據。

科羅拉多礦業學院太空資源中心主任安格爾?阿布德-馬德里德表示:「很多航天機構、企業、創業公司和學術界參加了這一年的太空資源圓桌會議,彰顯會議的多元化和國際性。除此之外還有一個亮點,那就是美國地質調查局的出席。會上,他們貢獻了很多富有洞察力和有價值的討論。他們擁有數百年的地球地質學研究經驗,有助於我們評估月球、火星和小行星資源的價值。」

利益趨同

科羅拉多礦業學院太空資源中心主任安格爾·阿布德-馬德里德

佛羅里達太空研究所的行星學家菲利普·梅特澤格表示:「我們現在距月球採礦只有一步之遙。科羅拉多礦業學院和聯合發射聯盟進行的商業分析非常引人注目,尤其是考慮到地緣政治方面的憂慮。通過國際合作開發月球資源的方式能夠消除這種憂慮。」

梅特澤格指出很多國家希望對月表進行科學考察。他說:「如果我們能夠就地取材,便可大幅提高月球探索的效率,同時讓這種研究進一步深入。由於這種利益趨同,我認為月球採礦有望在十年內成為現實。首先,我們要確定月球資源的特徵和數量,而後研發採礦技術和設備並將它們部署到月球,整個過程大約需要十年時間。」

專家們表示十年內可開採月球極地隕坑的水冰,例如沙克爾頓隕坑

當前最大的不確定性仍舊是月球水冰的形態,開採月球水冰的方式取決於它們的具體形態。梅特澤格說:「我們不知道月球水冰的主要形態究竟是『臟雪』還是混雜在干表皮土中的碎石大小的純冰塊,又或者以其它形式存在。我們需要派遣月球車進行勘察和鑽探,以最快的速度找到答案。」

梅特澤格指出月球車勘測應該與更廣泛的探索任務同時進行,以儘快確定月球水冰的位置、濃度、可變性以及在月表的分布。「我們不應首先進行軌道觀測任務,而後再進行細緻的月表採樣。我們需要雙管齊下,最好馬上開始行動。」

熱力開採發

一項新研發的月球水冰開採技術,被稱之為「熱力開採法」,利用反射鏡開採極地隕坑的水冰

科羅拉多礦業學院研究員亨特·威廉斯表示:「我們處在太空商業開發新時代的引爆點,私營企業、美國宇航局和國際合作夥伴聯合起來,共同實現人類開發太陽系的夢想。我們從沒有像今天這樣興奮。我們不僅能夠進一步推進科學研究和加強國際合作,同時還能將研究成果轉化成豐厚的利潤。」

會上,威廉斯與礦業學院的克里斯·德萊耶和喬治·索維斯詳細闡述了一項旨在確定月球水資源分布及儲量的低成本任務,以及一項新研發的開採技術。這項技術被稱之為「熱力開採法」,能夠將月球水冰轉化成火箭燃料。

月球極地的永久陰暗區隕坑蘊藏著豐富的水冰

熱力開採法利用直射陽光。具體地說,就是在月球隕坑附近的永久光照區部署多個萬向反射鏡,通過反射陽光來照射隕坑,實現各種幅度的加熱,以便讓管理人員控制產量。威廉斯指出熱力開採法是一種效率高、可擴展並且具有可持續性的月球極地水冰開採方式。相關設備的重量輕,活動部件少,是傳統開採方式的一項可行性替代技術。

混雜的信息

約翰遜航天中心的模擬登月場,工程師達斯汀·戈默特正在模擬月球作業。處在背景中的是美國宇航局的月球卡車原型

這一次的圓桌會議於6月12日至15日舉行。會上,約翰遜航天中心現場資源利用系統研發領導小組負責人傑拉德·桑德斯強調了本次會議的兩大成果。首先,所有與會人員對政府和商業開發月球的可能性表現出莫大的興奮。桑德斯指出自2004年以來他還是第一次有這樣的感受。2004年正值宇航局「太空探索願景」計劃的初期,該計劃希望在2020年之前執行一次載人探月任務。

科學家和工程師驗證前哨規模的氫還原過程。該過程能夠從月球土壤獲取氧

桑德斯表示:「與會者認為月球商業開發的可能性和可行性大幅提高,原因在於美國宇航局已開始將貨運和載人任務外包給私營企業,相關信息和提議也應要求於最近公布。不過,非政府與會者仍存在一些困惑,因為宇航局傳遞的信息有些混雜。」

桑德斯指出宇航局認為月球探索非常重要,也在早期的探月任務中做出巨大努力,尤其是在勘探太空資源方面。「但與這一想法形成鮮明對比的是,美國宇航局決定取消月球資源勘探任務。過去幾年,這項提議一直向前推進,也獲得很多人的支持,任務的目標是確定月球極地水冰的特徵並著手開採。」

兩大群體聯手

月球基地藝術概念圖

密蘇里科技大學的地質工程學副教授萊斯利·格特斯奇表示:「絕大多數人認為以獲取礦業資源為目的的月球探索能夠讓為了科研目的的探月任務受益,反之亦然。」兩大群體——科學界和資源界——將繼續努力,確定能夠實現共贏的最佳數據收集方式。

格特斯奇注意到美國地質調查局也參加了這一次的圓桌會議。他說:「他們的出席讓人倍受鼓舞,因為美國地質調查局收集了大量有關地球礦業生產規劃的基本信息。在實際勘探中,礦業公司進一步豐富這些信息。」月球資源勘探能夠成為這些信息的受益者。

風險與機遇並存

太空企業家羅伯特·畢格羅(左)與工程師討論月球基地的布局規劃

如果想讓太空採礦成為現實,我們不僅要克服一系列技術和經濟層面的挑戰,同時還要解決法律方面的問題。梅特澤格表示:「資源歸誰所有?我們又如何阻止一個國家利用這些資源在太空獲得極大的軍事優勢?」解決這些問題的最佳途徑就是組建一個國際聯盟。一旦聯盟組建,聯合開發便可迅速啟動。

梅特澤格指出這種方式能夠讓科學研究受益,經濟發展以及地球的長期健康也將成為受益者。開採太空資源意味著人類文明能夠降低對地球資源的依賴,可以從其它星球獲取人類文明發展所需的資源。「開採月球資源既面臨很大風險,同時也是一個巨大機遇。我們的最佳做法就是在開採前做好一切準備,防患於未然。」

來源:漫步宇宙

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