幾十年來，開採月球的想法對大多數人來說都是純粹的科幻小說，即使是最狂熱的信徒也是一個瘋狂的概念。現在，技術進步和罕見的政治支持正在使它成為一種實際的可能性。
未來人類在月球上定居的插圖
人類在50年前踏上月球，但從那時起，沒有人真正弄清楚如何最好地利用地球最近的天體鄰居。
林登·約翰遜總統（右）期待蘇聯、英國和美國於1967年1月27日簽署《外層空間條約》。
月球採礦的起源
月球採礦的故事真正開始於兩個火箭科學巨頭之間的競賽。一個是韋納·馮·布勞恩，他是德裔美國火箭科學家的先驅，他領導了美國宇航局土星五號火箭的開發。對於馮·布勞恩和他的支持者來說，行星是太陽系皇冠上的明珠——在那裡有科學的未來和最有聲望的東西。埃隆·馬斯克（Elon Musk）就是這個想法的化身，他的最終重點是在火星上建立一個殖民地。
另一個是美國物理學家傑拉德·奧尼爾。在他1976年出版的《高度前沿》（The High Frontier）一書中，他主張將基礎設施遠離行星，避免逃避引力的耗能需求——這是太空飛行中最困難的部分。他主張利用月球的資源使這些巨大的旋轉空間站成為現實。
沃納·馮·布勞恩，將阿波羅宇航員送上月球的土星五號火箭的創造者。
物理學家傑拉德·奧尼爾與約翰尼·卡森在《今夜秀》上
這些陣營之間的戰鬥隨着NASA深入太陽系而展開。
月球上有啥？
2004年10月《大眾機械》封面上的月球採礦插圖。
月球有許多有吸引力的商品，包括用於建築的金屬，用於太陽能電池板的硅，以及可用於假設聚變反應堆的氦-3。普遍的想法是開採在月球上很常見但在地球上稀有的東西，然後把它帶回地球上以一筆可觀的價格出售。
月球採礦的基礎
隨着時間的流逝，問題變成了：採礦的基礎是氧氣。「按質量計算，月球是42%的氧氣，太空飛行的最大成本是氧氣。
藍色起源的藍月亮部署月球車的動畫。
「作為火箭燃料。冰角是自後阿波羅時代以來發生的最大變化。把水分成氫氣和氧氣，這是已知的最有效的化學推進劑。
美國宇航局的生命周期評估系統是如何運作的。
十多年前，一艘名為LCROSS的航天器墜毀在月球隕石坑中，後續航天器對由此產生的羽流進行了採樣。傳感器確定羽流的質量記錄了超過5%的水。一旦確定了月球冰的秘密，下一個問題就變成了如何將其加工成火箭燃料。
月球採礦的可行方案
美國宇航局的Kilopower項目（如圖）可以幫助為月球上的定居點提供核電。甚至可能是火星。
月球採礦看起來與地球上的地面採礦並不完全一樣。一些月球採礦的支持者設計了一種新方法，從冰冷的風化層中解鎖凍結的貴重物品：熱採礦。
熱採礦在足夠高的溫度下直接向月球表面施加熱量，將冰轉化為水蒸氣，基本上通過稱為升華的過程跳過液相。然後，蒸汽將被捕獲在大型遮陽篷中，重新冷凍，並輸送到電解廠，在那裡冰將被分解成氫氣和氧氣。
NASA創新先進概念研究中稱，直接加熱從冰冷的風化層樣品中升華冰的有效性已經得到證明，證明熱採礦可以工作。該報告還估計了月球燃料工廠的最終尺寸。「推進劑生產設施重達26噸多一點，每年生產1100噸推進劑，可以開發和部署到月球，費用約為25億美元，假設運行的生產壽命至少為10年，則可以根據商業和政府對推進劑的需求（包括幫助地球靜止軌道達到最終軌道的頂點階段）產生積極的回報。
美國國家核安全管理局（NNSA）和美國宇航局的工程師降低了KRUSTY系統周圍真空室的壁。
2018年，洛斯阿拉莫斯國家實驗室，內華達州國家安全局和美國宇航局的研究人員將他們的千瓦反應堆使用斯特林技術（KRUSTY）進行了28小時的連續全功率演示。
美國宇航局認可這個裂變反應堆，它與斯特林發動機耦合，閉合循環，可再生。這些是持久，低維護的設備，可以有效地為外星熱採礦作業提供動力的電源。KRUSTY使用Y-12高濃縮鈾（HEU）作為燃料來源。過去幾年來，一批小型、商用低濃縮鈾（LEU）反應堆逐漸面世。它們被稱為微模塊化反應堆或MMR，專為地球上最偏遠的地方設計。
超安全核的MMR反應堆的插圖。
使用巨型鏡子在月球上開採水的歷史圖像。
隨着開採月球的想法出現大約半個世紀，更多新的技術出現，讓核動力熱採礦不再是鎮上唯一的遊戲。歐洲航天局正在推進熔鹽電解系統，能夠從月球上發現的資源中獲取氧氣，無論是呼吸還是在當地生產火箭燃料。
喬治·索沃斯熱採礦提案的插圖。
另一個想法是鏡子。希臘數學家阿基米德使用鏡子反射足夠的陽光來加熱入侵者的木船。同樣，安裝在火山口邊緣附近的定日鏡（可移動的鏡子）會將陽光引導到冰冷的風化層中。沿着火山口邊緣每120度間隔一次，放置三個定日鏡將確保對礦井的穩定照明，另外兩個定日鏡將在蒸汽捕獲帳篷和燃料加工廠發射光束。這個方案完全否定了熱採礦。
月球採礦曾經看起來像是科幻小說中的不可能，但現在這個想法充滿了如何提取我們衛星寶貴資源的潛在概念。
月球採礦ing
科技大佬們並不只是說說而已，太空工業的競賽已經開始：特斯拉的老闆馬斯克計劃2028年建立火星基地；貝索斯的「藍色起源」太空公司正在研究人類如何能在月球上長期生存；NASA計劃2020年年底前在月球上建立一個永久性的空間站，名叫月球門戶(Lunar Gateway)，這個空間站建成以後，利用牽牛星號登月艙可以將重達15噸的物質運到這個基地。
可以預見，在不久的將來，隨着機器和人工智能的不斷發展，月球將成為太空採礦技術、太空發電廠和太空工業的試驗場。很多技術經過驗證之後，還可以用來開發太陽系的一些小行星，這些小行星上富含很多珍貴的礦物質。
雖然發展太空工業的前期成本非常高，但最終回報可能超乎我們的想像。因此，太空採礦必須充分考慮各國的公共利益、信息共享和立法，否則太空工業潮帶來的巨大利益可能會給人類帶來空前的、無法預料的災難。
總而言之，如果太空工業發展得當，地球或將得到解脫。
