月球探測再現高潮:採礦經濟是否可行

  “月亮女神”或許與大地母親一樣,潛藏著大量的礦產資源,人類應當如何開採和利用這些資源?經濟可行性如何呢?美國媒體的報道,為我們進行了深入地剖析。

  據俄羅斯媒體報道,俄羅斯科學家已經制訂了在月球開發礦藏的長期計劃,並已將該計劃草案提交給政府。俄羅斯科學家認為,月球是獲取非地球物質、礦產資源、揮發性化合物和淡水的最近來源,也是人類目前唯一可以獲得的來源。在月球上開採礦藏並不比在地球兩極更困難。與此同時,人類還可將危險的製造業轉移到月球,從而降低地球生態環境面臨的風險。科學家稱,相關方案正在研究當中。

  其實,不只俄羅斯科學家想去月球“掘金”,到月球採礦已經被科學家們提出了很多年,有多個國家和私人企業都提出了雄心勃勃的月球採礦計劃,比如,美國國家航空航天局(NASA)每年都會舉行一次機器人採礦競賽;谷歌則為月球X大獎提供贊助:如果能讓一個機器人登上月球並行走500米,就能獲得數千萬美元獎金。

  那麼,人類應當如何開採和利用月球資源?經濟可行性如何呢?又需要做足哪些前期功課?

  月球探測再現高潮

  其實,很少有人理性地思考,月球真的適合開採嗎?成本到底有多大?迄今為止,還沒有任何人對月球採礦的經濟可行性進行過整體上的詳細分析。

  英國倫敦大學伯貝克學院的行星科學和天體生物學教授伊恩·克勞福德提出,要對月球採礦是否經濟可行開展一項嚴苛的新評估,他的提議和完整的分析報告發表在《自然地理學進展》雜誌上。

  克勞福德在接受美國太空網採訪時表示,儘管很難鑒別出哪種單一月球資源價值足以驅動一場獨立的月球資源開採工業,但月球確實蘊藏著豐富的、擁有巨大經濟價值的原材料,而且,月球資源還可用於建造位於近地空間的工業基礎設施。

2013年12月15日,中國玉兔月球車成功踏上月球並對周邊進行了地質實測

  他說:“如果月球的資源對人類有貢獻,那麼,其對人類的幫助不僅僅體現在月球表面上。”美國月球和行星協會著名月球科學家保羅·斯普蒂斯也持有同樣的觀點。

  有科學家指出,21世紀的前20年將是月球探測的又一個高潮,而建立月球基地、開發與利用包括礦產資源在內的月球資源是未來月球探測的主要目標。

  開採氦-3存爭議

  克勞福德首先提出質疑的是氦-3(helium-3)。

  此前,很多人認為,經過數十億年太陽風的侵襲,大量氦的同位素——氦-3嵌入到月球風化層的頂部,從月球上開採的氦-3可用於地球上在建和計劃建造的核反應堆。英國媒體曾在2014年8月5日的報道中指出,一些人認為,太陽持續不斷地釋放氦-3,但地球的磁場和厚厚的大氣層使氦-3幾乎無法抵達地球表面,不過,月球數十億年來一直在積聚氦-3,月球上的氦-3能滿足全球至少一萬年的能源需求。

月球採礦經濟可行嗎?

  但克勞福德指出:“在月球上開採氦-3的意義並不大,這種物質是一種有限的資源,就像在地球上挖掘煤礦或開採石油一樣,一旦你開採了,就不再有了。而且,在月球上開採氦-3是一項巨大的投入,需要建立龐大的基礎設施,這筆投入用於在地球上研發真正的可再生能源技術或許更划算。”

  除此之外,克勞福德也提醒道,月球上氦-3的含量非常豐富是通過對阿波羅探測器從月球低軌道帶回的月球樣本進行分析後得出的結論。他說:“很可能氦-3在月球極地附近冰冷的風化層內含量更高,如果要對此進行確認,需要一個月球著陸器,這又是一筆巨大的投入。”

  據英國媒體報道,英國倫敦大學學院馬拉德空間科學實驗室行星科學部門負責人安德魯·科茨也曾對利用氦-3的可行性提出了質疑。他認為,至少,地球與月球之間的運輸方式尚不完善。他說:“我們在地球上尚未實現聚變發電。雖然這是一個好主意,但還是空中樓閣。”

  不過,克勞福德也強調,這並不意味著我們不考慮、不重視月球,從長遠的角度來看,月球資源擁有巨大的經濟潛能。除了氦-3之外,月球上還有氦-4、氫、碳和氮等資源。而且,目前和未來探測得到的信息將增加人類對月球的相關知識儲備。

  蘊藏哪些罕見元素?

  月球上蘊藏著哪些地球上罕見的元素呢?這些元素的儲量有多少?或許與此相關的信息對人類大有裨益。

  克勞福德說:“當我們真正對月球進行了正確地探測,很可能會發現這些材料的含量比我們以為的要更高。月球可能蘊藏著地球上非常罕見的元素,比如鈾、釷以及其他我們目前還不知道的有用物質。”

  此前就有研究人員表示,月球上的克裡普巖蘊藏的豐富的稀土元素以及釷、鈾,這些元素是未來人類所要開發利用的月球資源中的重要礦產資源。克裡普巖是月球主要岩石類型之一,因其富含鉀、稀土元素和磷而得名。此外,月球上其他岩石還蘊藏著豐富的、極具開發潛力的鋁、鈣、硅等資源。可見,月球是未來人類礦產資源可持續開發與利用的寶庫之一。

  克勞福德說:“在我們所需要的詳細尺度上對月球進行探測是一個巨大的任務,但從長遠來看,我們應該對此保持開放的心態。”

  克勞福德指出,除此之外,就像太空研究員丹尼斯·溫格和其他人指出的那樣,月球上可能富含豐富的、高附加值的鉑家族元素。因為有很多金屬小行星在連續不斷地撞擊月球,對這些撞擊點進行定位和探測,可能會找到附加值更高的鉑金家族的元素。

  克勞福德說:“如果你只是對鉑族元素感興趣,你可以開採小行星。但如果你去月球是為了搜尋極地揮發物以及在地球上罕見的元素,那麼,小行星撞擊月球的撞擊點可能會讓你收穫頗豐。”

月球蘊藏哪些罕見元素?

  他總結道:“因此,綜合以上所有因素,即使月球上沒有氦-3,我們也能發現,從長期來看,月球可能也擁有巨大的經濟價值。”

  確定水含量至關重要

  克勞福德說:“我們的調查首當其衝要做的是確定月球極地隕坑中水的含量。在月球軌道運行的探測器正在對月球進行遙感探測,源源不斷地提供雷達數據,這些數據可以揭示與月球水資源有關的秘密,這些水資源可用於製造氧氣和火箭燃料。”

  但是需要弄清真相,要在月球極地表面進行原位測量,還要完成一系列艱巨的基礎設施建設,這些活動與在地球進行的類似活動完全不同,畢竟那是在另一顆星球表面。

  克勞福德繼續闡述:“但是,為了真正釐清月球上水資源的儲備,需要在月球極地的表面進行現場測量,這是第一步。不過,如果能獲得答案,我們就能根據這些數據制定下一步的規劃。”

我們的調查首當其衝要做的是確定月球極地隕坑中水的含量

  先勘察清楚再行動

  人類應該如何對月球資源進行收集、提取和利用呢?這些活動又該何時進行呢?

  美國科羅拉多礦業大學太空資源中心主管安吉爾·阿布杜-馬德里說:“月球資源探測本來應該基於數個世紀以來人類對地球資源的開採方法。在地球上,發現資源後,很快就會進行鑽孔、挖掘以及處理等操作,最終使這些資源的利用成為可能。”

  他說:“但月球與地球不同,在月球上,應該通過遙感技術進行足夠詳細的勘察工作,鑒別有價值資源(比如氧氣和氫氣)的所在位置,然後基於這些發現以及必要的技術模型,在地球上的模擬地點對收集和開採工作進行測試。”

  阿布杜-馬德里舉例說,NASA旨在於2018年發射的“資源探測者號”宇宙飛船就將鑒定月球資源開採的可行性;另外,還有其他幾項由私人航天公司主導的宇宙探測任務也在進行類似的程序。這樣的研究會為將現有資源利用和未來探測計劃很好地整合在一起鋪平道路。

  他由此得出結論:“現在到了我們開始在月球表面證明這些系統的時候了。”




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