文|創(chuàng)瞰巴黎 Pierre Henriquet
編輯|Meister Xia
導(dǎo)讀：
從太空獲得資源，一直以來是人類探索宇宙的目的之一。在宇宙眾多天體中，蘊藏極為豐富的礦物資源，就在月球、火星、金星這些鄰近的天體上，也存在豐富的礦產(chǎn)資源。為了破解地球礦產(chǎn)資源枯竭的瓶頸與人類共同體可持續(xù)發(fā)展難題，開發(fā)與利用豐富的太空資源勢在必行，太空采礦也應(yīng)運而生。實際上，“太空挖礦”的難度非常大，本期“太空采礦的挑戰(zhàn)”系列一，帶您了解太空采礦的發(fā)展和困難。
一覽：
- 地球資源的匱乏使我們將目光投向了外太空。
- 靈神星（約200公里寬）的金屬含量可能高達(dá)50%，相當(dāng)于地球幾百萬年的鐵和鎳產(chǎn)量。
- 考慮到現(xiàn)有地外采礦立法十分模糊，美國、盧森堡和阿聯(lián)酋正在搭建自己的立法框架。
- 無論公私部門對地外資源開采的熱情有多么高漲，都難以掩蓋此項任務(wù)的艱巨性。
多年來，人們一直在討論月球和其他太陽系天體上的資源開采，并承諾要建立“月球基地”，開啟“火星殖民”。但這些宏偉夢想尚未成為現(xiàn)實。
然而，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、太空旅行成本的不斷下降，以及私營部門不斷參與戰(zhàn)略資源開發(fā)，這一現(xiàn)狀有望出現(xiàn)改變。化學(xué)元素的匱乏，以及外太空商業(yè)開發(fā)的不斷推進(jìn)，使我們將目光投向了地球之外——月球、小行星，以及離地球較遠(yuǎn)的其他太陽系星體都蘊含著我們所需的豐富資源。
天外“礦山”
靈神星（直徑約200公里寬）的金屬含量可能高達(dá)50%，相當(dāng)于地球幾百萬年的鐵和鎳產(chǎn)量。除了鐵和鎳之外，還有大量的其他金屬在吸引未來的太空勘探者。
其他小行星富含地球十分罕見的元素，如鉑、銥、鋨和鈀。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)，是催化轉(zhuǎn)換器、心臟起搏器和醫(yī)療植入物等產(chǎn)品的重要原料，也是多數(shù)電子元件不可或缺的一部分?？紤]到地球資源有限，且開采成本較高，太空開采似乎不失為一項可行方案。
在近地天體中，月球是航空航天業(yè)的目光焦點。這主要關(guān)乎兩大戰(zhàn)略資源：
第一大戰(zhàn)略資源是水。美國月球勘測軌道器（LRO）和印度月船1號（Chandrayaan-1）的月球軌道分析表明，水幾乎存在于整個月球表面，且月球兩極陰暗處的火山口存在大量的冰，一旦經(jīng)過凈化，便可為在月球執(zhí)行任務(wù)的宇航員所用。電解反應(yīng)還可以將水分解分離成氫氣和氧氣，為航天器提供燃料（阿麗亞娜5號運載火箭的主發(fā)動機使用的就是液體氫氧燃料）。
此外，在太陽風(fēng)的作用下，月球赤道地區(qū)沉積了大量的氦-3（氦的一種輕質(zhì)同位素）。氦-3是第二代和第三代核聚變反應(yīng)堆的潛在燃料來源，預(yù)計將于本世紀(jì)末投入使用。
立法框架的演變
我們能否自由開采地外天體？
1967年制定的《外層空間條約》（Outer Space Treaty）明確禁止各國把任何天體據(jù)為己有。在條約中，月球被稱為全人類的“共同財產(chǎn)”。不過，《外層空間條約》于冷戰(zhàn)時期制定，自然無法體現(xiàn)各國當(dāng)前的太空勘探需求。不少國家以此為切入點，開始向《條約》中的漏洞發(fā)起攻勢。
比如，美國和一些想要進(jìn)行太空采礦的國家稱，國際水域雖不屬于任何國家，但允許自由捕撈。同理，各個國家和公司也可以自由開采天體，無需對其宣示主權(quán)。
為了進(jìn)一步表明其態(tài)度，奧巴馬政府于2015年簽署了所謂的《太空法》（Space Act），允許美國公民“從事太空資源的探索和商業(yè)開發(fā)”。
2020年4月，特朗普政府簽署了一項行政命令，支持美國在月球和小行星上采礦。緊接著，美國國家航空航天局（NASA）在2020年5月發(fā)布了《阿爾忒彌斯協(xié)定》（Artemis Accords），呼吁在未來的月球基地上設(shè)立“安全區(qū)”，防止各國或各公司相互干擾，避免引發(fā)外交事件。
美國并不是唯一一個正在立法管理太空資源商業(yè)開發(fā)的國家。盧森堡和阿聯(lián)酋也在編纂他們自己本國的空間資源法，希望借此吸引商業(yè)投資。俄羅斯、日本、印度和歐洲空間局（European Space Agency）也在紛紛構(gòu)建法律框架，制定自己的太空采礦目標(biāo)。
前仆后繼的私營公司
空間資源勘探還未真正開啟，但起跑線上早已擠滿了私營部門的“候選人”。不過，隨著協(xié)議的達(dá)成和取消，資金的籌集和失去，公司的成立和破產(chǎn)，這些候選人來了又走，前仆后繼。
行星資源公司（Planetary Resources, Inc.）成立于2009年，旨在開發(fā)機器人小行星采礦技術(shù)。盡管匯集了字母表（Alphabet）創(chuàng)始人拉里-佩奇（Larry Page）、前谷歌首席執(zhí)行官埃里克-施密特（Eric Schmidt）和維珍集團(tuán)（Virgin Group）創(chuàng)始人理查德·布蘭森（Richard Branson）等高知名度的創(chuàng)始投資者，該公司還是于2020年淡出了舞臺。
沙克爾頓能源公司（Shackleton Energy Company）于2007年成立于德克薩斯州，旨在開發(fā)月球采礦技術(shù)。由于2011-2013年間未能籌得足夠資金，公司于2013年宣告失敗。
自那之后，太空產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)出了一大批公司。例如，日本的iSPACE公司以月球勘探為目標(biāo)，旨在“幫助其他公司實現(xiàn)對月球上水和礦物資源的商業(yè)開發(fā)”。加利福尼亞州的Offworld公司正在開發(fā)“能在地球、月球、小行星和火星上采礦的通用工業(yè)機器人”。英國的小行星采礦公司（Asteroid Mining Corporation）正在資助開發(fā)“El Dorado”人造衛(wèi)星，并計劃于2023年發(fā)射。El Dorado將對5000顆小行星進(jìn)行廣泛的光譜調(diào)查，以找出最有開采價值的小行星。
前路漫漫
無論公私部門對地外資源開采的熱情有多么高漲，都難以掩蓋這項任務(wù)的艱巨性。
以月球采礦為例，月球兩極溫差巨大，白天高達(dá)120攝氏度，夜晚可降至零下232攝氏度；而且月球沒有磁場，難以抵擋宇宙輻射，環(huán)境十分惡劣；此外，阿波羅號宇航員還發(fā)現(xiàn)，月球塵埃雖然十分細(xì)小，卻具有很強的磨損性，極易造成機器零部件的損壞。由于絕大多數(shù)油和冷卻劑會在真空中分解或蒸發(fā)，想在月球上進(jìn)行潤滑和冷卻十分困難。
小行星上的情況也不容樂觀。雖說日本隼鳥2號（Hayabusa 2）和美國奧西里斯-雷克斯（Osiris-Rex）探測器均在近年取得了重大進(jìn)展，小行星著陸等技術(shù)也不再是空想，但是，零重力條件下的資源開采與利用技術(shù)仍然有待開發(fā)和測試。
在這一領(lǐng)域，公共機構(gòu)也頗為活躍。2019年，阿麗亞娜集團(tuán)（Ariane Group）與歐洲空間局簽署了一份合同，旨在研究2025年前登陸月球，并建立月球基地的可能性。在工作的推進(jìn)過程中，阿麗亞娜集團(tuán)及其子公司阿麗亞娜航天公司（Arianespace）與部分公司開展了深入合作。比如，德國初創(chuàng)公司PT Scientists將為其提供著陸器，比利時中小企業(yè)Space Applications Services則將負(fù)責(zé)地面系統(tǒng)及通信設(shè)備，并提供其他服務(wù)。