几十年来，开采月球的想法对大多数人来说都是纯粹的科幻小说，即使是最狂热的信徒也是一个疯狂的概念。现在，技术进步和罕见的政治支持正在使它成为一种实际的可能性。
未来人类在月球上定居的插图
人类在50年前踏上月球，但从那时起，没有人真正弄清楚如何最好地利用地球最近的天体邻居。
林登·约翰逊总统（右）期待苏联、英国和美国于1967年1月27日签署《外层空间条约》。
月球采矿的起源
月球采矿的故事真正开始于两个火箭科学巨头之间的竞赛。一个是韦纳·冯·布劳恩，他是德裔美国火箭科学家的先驱，他领导了美国宇航局土星五号火箭的开发。对于冯·布劳恩和他的支持者来说，行星是太阳系皇冠上的明珠——在那里有科学的未来和最有声望的东西。埃隆·马斯克（Elon Musk）就是这个想法的化身，他的最终重点是在火星上建立一个殖民地。
另一个是美国物理学家杰拉德·奥尼尔。在他1976年出版的《高度前沿》（The High Frontier）一书中，他主张将基础设施远离行星，避免逃避引力的耗能需求——这是太空飞行中最困难的部分。他主张利用月球的资源使这些巨大的旋转空间站成为现实。
沃纳·冯·布劳恩，将阿波罗宇航员送上月球的土星五号火箭的创造者。
物理学家杰拉德·奥尼尔与约翰尼·卡森在《今夜秀》上
这些阵营之间的战斗随着NASA深入太阳系而展开。
月球上有啥？
2004年10月《大众机械》封面上的月球采矿插图。
月球有许多有吸引力的商品，包括用于建筑的金属，用于太阳能电池板的硅，以及可用于假设聚变反应堆的氦-3。普遍的想法是开采在月球上很常见但在地球上稀有的东西，然后把它带回地球上以一笔可观的价格出售。
月球采矿的基础
随着时间的流逝，问题变成了：采矿的基础是氧气。“按质量计算，月球是42%的氧气，太空飞行的最大成本是氧气。
蓝色起源的蓝月亮部署月球车的动画。
“作为火箭燃料。冰角是自后阿波罗时代以来发生的最大变化。把水分成氢气和氧气，这是已知的最有效的化学推进剂。
美国宇航局的生命周期评估系统是如何运作的。
十多年前，一艘名为LCROSS的航天器坠毁在月球陨石坑中，后续航天器对由此产生的羽流进行了采样。传感器确定羽流的质量记录了超过5%的水。一旦确定了月球冰的秘密，下一个问题就变成了如何将其加工成火箭燃料。
月球采矿的可行方案
美国宇航局的Kilopower项目（如图）可以帮助为月球上的定居点提供核电。甚至可能是火星。
月球采矿看起来与地球上的地面采矿并不完全一样。一些月球采矿的支持者设计了一种新方法，从冰冷的风化层中解锁冻结的贵重物品：热采矿。
热采矿在足够高的温度下直接向月球表面施加热量，将冰转化为水蒸气，基本上通过称为升华的过程跳过液相。然后，蒸汽将被捕获在大型遮阳篷中，重新冷冻，并输送到电解厂，在那里冰将被分解成氢气和氧气。
NASA创新先进概念研究中称，直接加热从冰冷的风化层样品中升华冰的有效性已经得到证明，证明热采矿可以工作。该报告还估计了月球燃料工厂的最终尺寸。“推进剂生产设施重达26吨多一点，每年生产1100吨推进剂，可以开发和部署到月球，费用约为25亿美元，假设运行的生产寿命至少为10年，则可以根据商业和政府对推进剂的需求（包括帮助地球静止轨道达到最终轨道的顶点阶段）产生积极的回报。
美国国家核安全管理局（NNSA）和美国宇航局的工程师降低了KRUSTY系统周围真空室的壁。
2018年，洛斯阿拉莫斯国家实验室，内华达州国家安全局和美国宇航局的研究人员将他们的千瓦反应堆使用斯特林技术（KRUSTY）进行了28小时的连续全功率演示。
美国宇航局认可这个裂变反应堆，它与斯特林发动机耦合，闭合循环，可再生。这些是持久，低维护的设备，可以有效地为外星热采矿作业提供动力的电源。KRUSTY使用Y-12高浓缩铀（HEU）作为燃料来源。过去几年来，一批小型、商用低浓缩铀（LEU）反应堆逐渐面世。它们被称为微模块化反应堆或MMR，专为地球上最偏远的地方设计。
超安全核的MMR反应堆的插图。
使用巨型镜子在月球上开采水的历史图像。
随着开采月球的想法出现大约半个世纪，更多新的技术出现，让核动力热采矿不再是镇上唯一的游戏。欧洲航天局正在推进熔盐电解系统，能够从月球上发现的资源中获取氧气，无论是呼吸还是在当地生产火箭燃料。
乔治·索沃斯热采矿提案的插图。
另一个想法是镜子。希腊数学家阿基米德使用镜子反射足够的阳光来加热入侵者的木船。同样，安装在火山口边缘附近的定日镜（可移动的镜子）会将阳光引导到冰冷的风化层中。沿着火山口边缘每120度间隔一次，放置三个定日镜将确保对矿井的稳定照明，另外两个定日镜将在蒸汽捕获帐篷和燃料加工厂发射光束。这个方案完全否定了热采矿。
月球采矿曾经看起来像是科幻小说中的不可能，但现在这个想法充满了如何提取我们卫星宝贵资源的潜在概念。
月球采矿ing
科技大佬们并不只是说说而已，太空工业的竞赛已经开始：特斯拉的老板马斯克计划2028年建立火星基地；贝索斯的“蓝色起源”太空公司正在研究人类如何能在月球上长期生存；NASA计划2020年年底前在月球上建立一个永久性的空间站，名叫月球门户(Lunar Gateway)，这个空间站建成以后，利用牵牛星号登月舱可以将重达15吨的物质运到这个基地。
可以预见，在不久的将来，随着机器和人工智能的不断发展，月球将成为太空采矿技术、太空发电厂和太空工业的试验场。很多技术经过验证之后，还可以用来开发太阳系的一些小行星，这些小行星上富含很多珍贵的矿物质。
虽然发展太空工业的前期成本非常高，但最终回报可能超乎我们的想象。因此，太空采矿必须充分考虑各国的公共利益、信息共享和立法，否则太空工业潮带来的巨大利益可能会给人类带来空前的、无法预料的灾难。
总而言之，如果太空工业发展得当，地球或将得到解脱。
