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月球采矿经济可行吗?

  • 发布时间:2015-08-30 01:30:36  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  “月亮女神”或许与大地母亲一样,潜藏着大量的矿产资源,人类应当如何开采和利用这些资源?经济可行性如何呢?美国太空网的报道,为我们进行了深入地剖析。

  据俄罗斯连塔网报道,俄罗斯科学家已经制订了在月球开发矿藏的长期计划,并已将该计划草案提交给政府。俄罗斯科学家认为,月球是获取非地球物质、矿产资源、挥发性化合物和淡水的最近来源,也是人类目前唯一可以获得的来源。在月球上开采矿藏并不比在地球两极更困难。与此同时,人类还可将危险的制造业转移到月球,从而降低地球生态环境面临的风险。科学家称,相关方案正在研究当中。

  其实,不只俄罗斯科学家想去月球“掘金”,到月球采矿已经被科学家们提出了很多年,有多个国家和私人企业都提出了雄心勃勃的月球采矿计划,比如,美国国家航空航天局(NASA)每年都会举行一次机器人采矿竞赛;谷歌则为月球X大奖提供赞助:如果能让一个机器人登上月球并行走500米,就能获得数千万美元奖金。

  那么,人类应当如何开采和利用月球资源?经济可行性如何呢?又需要做足哪些前期功课?

   月球探测再现高潮

  其实,很少有人理性地思考,月球真的适合开采吗?成本到底有多大?迄今为止,还没有任何人对月球采矿的经济可行性进行过整体上的详细分析。

  英国伦敦大学伯贝克学院的行星科学和天体生物学教授伊恩·克劳福德提出,要对月球采矿是否经济可行开展一项严苛的新评估,他的提议和完整的分析报告发表在《自然地理学进展》杂志上。

  克劳福德在接受美国太空网采访时表示,尽管很难鉴别出哪种单一月球资源价值足以驱动一场独立的月球资源开采工业,但月球确实蕴藏着丰富的、拥有巨大经济价值的原材料,而且,月球资源还可用于建造位于近地空间的工业基础设施。

  他说:“如果月球的资源对人类有贡献,那么,其对人类的帮助不仅仅体现在月球表面上。”美国月球和行星协会著名月球科学家保罗·斯普蒂斯也持有同样的观点。

  有科学家指出,21世纪的前20年将是月球探测的又一个高潮,而建立月球基地、开发与利用包括矿产资源在内的月球资源是未来月球探测的主要目标。

  开采氦-3存争议

  克劳福德首先提出质疑的是氦-3(helium-3)。

  此前,很多人认为,经过数十亿年太阳风的侵袭,大量氦的同位素——氦-3嵌入到月球风化层的顶部,从月球上开采的氦-3可用于地球上在建和计划建造的核反应堆。英国《泰晤士报》曾在2014年8月5日的报道中指出,一些人认为,太阳持续不断地释放氦-3,但地球的磁场和厚厚的大气层使氦-3几乎无法抵达地球表面,不过,月球数十亿年来一直在积聚氦-3,月球上的氦-3能满足全球至少一万年的能源需求。

  但克劳福德指出:“在月球上开采氦-3的意义并不大,这种物质是一种有限的资源,就像在地球上挖掘煤矿或开采石油一样,一旦你开采了,就不再有了。而且,在月球上开采氦-3是一项巨大的投入,需要建立庞大的基础设施,这笔投入用于在地球上研发真正的可再生能源技术或许更划算。”

  除此之外,克劳福德也提醒道,月球上氦-3的含量非常丰富是通过对阿波罗探测器从月球低轨道带回的月球样本进行分析后得出的结论。他说:“很可能氦-3在月球极地附近冰冷的风化层内含量更高,如果要对此进行确认,需要一个月球着陆器,这又是一笔巨大的投入。”

  据英国《泰晤士报》报道,英国伦敦大学学院马拉德空间科学实验室行星科学部门负责人安德鲁·科茨也曾对利用氦-3的可行性提出了质疑。他认为,至少,地球与月球之间的运输方式尚不完善。他说:“我们在地球上尚未实现聚变发电。虽然这是一个好主意,但还是空中楼阁。”

  不过,克劳福德也强调,这并不意味着我们不考虑、不重视月球,从长远的角度来看,月球资源拥有巨大的经济潜能。除了氦-3之外,月球上还有氦-4、氢、碳和氮等资源。而且,目前和未来探测得到的信息将增加人类对月球的相关知识储备。

  蕴藏哪些罕见元素?

  月球上蕴藏着哪些地球上罕见的元素呢?这些元素的储量有多少?或许与此相关的信息对人类大有裨益。

  克劳福德说:“当我们真正对月球进行了正确地探测,很可能会发现这些材料的含量比我们以为的要更高。月球可能蕴藏着地球上非常罕见的元素,比如铀、钍以及其他我们目前还不知道的有用物质。”

  此前就有研究人员表示,月球上的克里普岩蕴藏的丰富的稀土元素以及钍、铀,这些元素是未来人类所要开发利用的月球资源中的重要矿产资源。克里普岩是月球主要岩石类型之一,因其富含钾、稀土元素和磷而得名。此外,月球上其他岩石还蕴藏着丰富的、极具开发潜力的铝、钙、硅等资源。可见,月球是未来人类矿产资源可持续开发与利用的宝库之一。

  克劳福德说:“在我们所需要的详细尺度上对月球进行探测是一个巨大的任务,但从长远来看,我们应该对此保持开放的心态。”

  克劳福德指出,除此之外,就像太空研究员丹尼斯·温格和其他人指出的那样,月球上可能富含丰富的、高附加值的铂家族元素。因为有很多金属小行星在连续不断地撞击月球,对这些撞击点进行定位和探测,可能会找到附加值更高的铂金家族的元素。

  克劳福德说:“如果你只是对铂族元素感兴趣,你可以开采小行星。但如果你去月球是为了搜寻极地挥发物以及在地球上罕见的元素,那么,小行星撞击月球的撞击点可能会让你收获颇丰。”

  他总结道:“因此,综合以上所有因素,即使月球上没有氦-3,我们也能发现,从长期来看,月球可能也拥有巨大的经济价值。”

  确定水含量至关重要

  克劳福德说:“我们的调查首当其冲要做的是确定月球极地陨坑中水的含量。在月球轨道运行的探测器正在对月球进行遥感探测,源源不断地提供雷达数据,这些数据可以揭示与月球水资源有关的秘密,这些水资源可用于制造氧气和火箭燃料。”

  但是需要弄清真相,要在月球极地表面进行原位测量,还要完成一系列艰巨的基础设施建设,这些活动与在地球进行的类似活动完全不同,毕竟那是在另一颗星球表面。

  克劳福德继续阐述:“但是,为了真正厘清月球上水资源的储备,需要在月球极地的表面进行现场测量,这是第一步。不过,如果能获得答案,我们就能根据这些数据制定下一步的规划。”

  先勘察清楚再行动

  人类应该如何对月球资源进行收集、提取和利用呢?这些活动又该何时进行呢?

  美国科罗拉多矿业大学太空资源中心主管安吉尔·阿布杜-马德里说:“月球资源探测本来应该基于数个世纪以来人类对地球资源的开采方法。在地球上,发现资源后,很快就会进行钻孔、挖掘以及处理等操作,最终使这些资源的利用成为可能。”

  他说:“但月球与地球不同,在月球上,应该通过遥感技术进行足够详细的勘察工作,鉴别有价值资源(比如氧气和氢气)的所在位置,然后基于这些发现以及必要的技术模型,在地球上的模拟地点对收集和开采工作进行测试。”

  阿布杜-马德里举例说,NASA旨在于2018年发射的“资源探测者号”宇宙飞船就将鉴定月球资源开采的可行性;另外,还有其他几项由私人航天公司主导的宇宙探测任务也在进行类似的程序。这样的研究会为将现有资源利用和未来探测计划很好地整合在一起铺平道路。

  他由此得出结论:“现在到了我们开始在月球表面证明这些系统的时候了。”

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