來自太空的無限資源 - 小行星採礦

2022年06月27日02:21:18 科學 1338


來自太空的無限資源 - 小行星採礦 - 天天要聞

我們的PC和智能手機所需稀有金屬“”的生產正在造成很大的環境損害,例如空氣污染和水污染。在未來從“小行星採礦”提取稀有金屬,這被認為可能取代現有的採礦業。

在過去的幾十年里,PC和智能手機已成為人類最有影響力的工具。

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稀有金屬,如被用在這樣的個人電腦和智能手機上。

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然而,生產稀有金屬的採礦業不僅造成空氣污染和水污染,破壞景觀,而且還會排放危險化學物質,例如氰化物和硫酸,這會損害生物多樣性和工人健康。

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另一個問題是,由於出口限制,稀有金屬等資源被視為“政治交易材料”。

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地球上這種採礦問題的解決方案是“小行星採礦”,在宇宙中許多小行星進行採礦作業。

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小行星的最小大約為1米,但也有巨大的小行星,例如灶神星,擁有一個瑞士大小的地區。

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大多數小行星組成了小行星帶,例如主帶埃奇沃思-柯伊伯帶木星特洛亞群,而其他小行星則繞着這顆行星運行。

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隨着太空發展的進展,這顆小行星稀有的資源正在引起人們的關注。

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這是因為即使是較小的小行星也可能含有昂貴的金屬,如鉑。

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金屬小行星16Psyche在火星和木星之間旋轉,含有豐富的金屬,如鐵,鎳,金和鉑,這是世界工業長期以來所需要的。數千萬億美元礦產一直是人們關注的焦點。

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然而,小行星中大量昂貴的金屬開採如果需要付出巨大的代價的話,就無法取代地球上的採礦業。

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在小行星採礦中,將含有對人類有用的礦物資源的小行星移動到地球一側,然後被分離成單獨的資源。然而,這種方法仍然目前存在許多技術挑戰。

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其中一項挑戰是在外層空間旅行的費用。飛行1公斤物體的燃料成本低軌道是幾千美元 ,進入太空的成本非常高,需要降低太空旅行成本,實現小行星採礦才能可行。

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降低太空旅行成本的一個有希望的方法是電力推進,它使用能取代使用化學燃料的火箭發動機。電力推進技術已經投入實際使用,日本宇宙航空研究開發機構的小行星探測器“隼鳥2號”配備了離子發動機。

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電力推進沒有足夠的輸出到達外太空,但一旦到達外太空,它就具有可以用低成本燃料長途跋涉的特性,因此可以解決小行星採礦中的一個問題。

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由於已經開展了一個小行星資源採樣項目,該項目符合“接近地球”、“富含有用礦產資源”和“適合人類大小”的要求。可以識別類固醇

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接近目標小行星的太空採礦船必須做的第一件事就是“停止小行星的旋轉”。如果小行星旋轉,會影響運輸,因此有必要用激光蒸發其中的一部分以提供機械能或用推進器固定它以停止旋轉。

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在停止小行星的自轉後,等到它到達一個容易返回地球軌道的位置。

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“月球引力”在返回地球軌道時很重要。如果它經過月球附近,月球的引力可以用來顯着改變軌道,而無需成本。

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到達地球附近後,我們將開始拆解小行星。在外層空間採礦與地球採礦有很大不同,前者通過一面巨大的鏡子收集陽光,加熱岩石,然後用研磨機將岩石變成礫石和灰塵。

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從岩石中提取的金屬資源通過使用可重複使用的火箭或使用安裝在太空採礦船上的3D打印機將其運送到地球,用膠囊覆蓋金屬資源並將其直接落到地球上。

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小行星採礦是太陽系殖民化的第一步。

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隨着我們基礎設施的擴展和經驗的積累,小行星採礦技術預計將變得更加複雜。如果技術創新取得進展,甚至有可能在小行星上建造的工廠生產火箭和燃料,並將開採的金屬資源送到地球。

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一旦我們可以進行小行星開採,我們將能夠在地球上獲得大量珍貴的礦產資源,這將帶來技術創新。因此,預計第二次小行星採礦的成本將與第一次相比大幅下降,第三次的成本將進一步下降,從而導致良性循環。

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如果小行星採礦的成本繼續下降,它可能會完全停止在地球上的採礦。在未來,地球上的採礦可能會成為一種不合時宜的存在,通常看不到,就像煤油燈一樣。

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