来自太空的无限资源 - 小行星采矿

2022年06月27日02:21:18 科学 1338


来自太空的无限资源 - 小行星采矿 - 天天要闻

我们的PC和智能手机所需稀有金属“”的生产正在造成很大的环境损害,例如空气污染和水污染。在未来从“小行星采矿”提取稀有金属,这被认为可能取代现有的采矿业。

在过去的几十年里,PC和智能手机已成为人类最有影响力的工具。

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稀有金属,如被用在这样的个人电脑和智能手机上。

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然而,生产稀有金属的采矿业不仅造成空气污染和水污染,破坏景观,而且还会排放危险化学物质,例如氰化物和硫酸,这会损害生物多样性和工人健康。

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另一个问题是,由于出口限制,稀有金属等资源被视为“政治交易材料”。

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地球上这种采矿问题的解决方案是“小行星采矿”,在宇宙中许多小行星进行采矿作业。

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小行星的最小大约为1米,但也有巨大的小行星,例如灶神星,拥有一个瑞士大小的地区。

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大多数小行星组成了小行星带,例如主带埃奇沃思-柯伊伯带木星特洛亚群,而其他小行星则绕着这颗行星运行。

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随着太空发展的进展,这颗小行星稀有的资源正在引起人们的关注。

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这是因为即使是较小的小行星也可能含有昂贵的金属,如铂。

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金属小行星16Psyche在火星和木星之间旋转,含有丰富的金属,如铁,镍,金和铂,这是世界工业长期以来所需要的。数千万亿美元矿产一直是人们关注的焦点。

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然而,小行星中大量昂贵的金属开采如果需要付出巨大的代价的话,就无法取代地球上的采矿业。

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在小行星采矿中,将含有对人类有用的矿物资源的小行星移动到地球一侧,然后被分离成单独的资源。然而,这种方法仍然目前存在许多技术挑战。

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其中一项挑战是在外层空间旅行的费用。飞行1公斤物体的燃料成本低轨道是几千美元 ,进入太空的成本非常高,需要降低太空旅行成本,实现小行星采矿才能可行。

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降低太空旅行成本的一个有希望的方法是电力推进,它使用能取代使用化学燃料的火箭发动机。电力推进技术已经投入实际使用,日本宇宙航空研究开发机构的小行星探测器“隼鸟2号”配备了离子发动机。

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电力推进没有足够的输出到达外太空,但一旦到达外太空,它就具有可以用低成本燃料长途跋涉的特性,因此可以解决小行星采矿中的一个问题。

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由于已经开展了一个小行星资源采样项目,该项目符合“接近地球”、“富含有用矿产资源”和“适合人类大小”的要求。可以识别类固醇

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接近目标小行星的太空采矿船必须做的第一件事就是“停止小行星的旋转”。如果小行星旋转,会影响运输,因此有必要用激光蒸发其中的一部分以提供机械能或用推进器固定它以停止旋转。

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在停止小行星的自转后,等到它到达一个容易返回地球轨道的位置。

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“月球引力”在返回地球轨道时很重要。如果它经过月球附近,月球的引力可以用来显着改变轨道,而无需成本。

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到达地球附近后,我们将开始拆解小行星。在外层空间采矿与地球采矿有很大不同,前者通过一面巨大的镜子收集阳光,加热岩石,然后用研磨机将岩石变成砾石和灰尘。

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从岩石中提取的金属资源通过使用可重复使用的火箭或使用安装在太空采矿船上的3D打印机将其运送到地球,用胶囊覆盖金属资源并将其直接落到地球上。

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小行星采矿是太阳系殖民化的第一步。

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随着我们基础设施的扩展和经验的积累,小行星采矿技术预计将变得更加复杂。如果技术创新取得进展,甚至有可能在小行星上建造的工厂生产火箭和燃料,并将开采的金属资源送到地球。

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一旦我们可以进行小行星开采,我们将能够在地球上获得大量珍贵的矿产资源,这将带来技术创新。因此,预计第二次小行星采矿的成本将与第一次相比大幅下降,第三次的成本将进一步下降,从而导致良性循环。

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如果小行星采矿的成本继续下降,它可能会完全停止在地球上的采矿。在未来,地球上的采矿可能会成为一种不合时宜的存在,通常看不到,就像煤油灯一样。

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