网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

太空采矿,离现实还有多远(瞰前沿)

0
分享至

本报记者  喻思南

图①:华中科技大学提出的月球玄武基地方案模拟图。 华中科技大学供图 图②:太空采矿机器人试验机。 中国矿业大学供图

浩瀚宇宙中蕴藏的丰富资源,一直吸引着科学家去探寻。前不久,中国矿业大学研制出我国首台太空采矿机器人,这一科技突破,再次引起人们对太空资源的关注。为了追逐太空采矿梦想,科学家在太空资源勘查、钻孔技术及原位利用等方面开展了一系列探索研究。“星际矿工”如何采矿?本期“瞰前沿”,我们就来看看太空采矿离现实还有多远。

——编 者

为什么去?

既能获取地外资源,也能牵引深空探测技术发展

人们向往太空采矿,最直接的需求是获取太空资源,以应对未来地球矿产资源可能枯竭的难题。

太空有哪些资源?远的不说,月球、太阳系中的小行星等就蕴藏着丰富的资源,其中一些还是地球缺乏的。科学家发现,月壤含有丰富的太阳风气体,其中有可控核聚变的重要原料——氦—3;月球上广泛分布的克里普岩,富含钍元素和稀土元素,且储量很可观。

在木星和火星轨道之间有一个小行星带,主要由岩石和金属构成的小天体组成。这些小天体富含铁、镍、钴、铂族金属等,以及水冰和氢氧化物,可用于太空基建、能源供应和生命支持等。

太空采矿的意义不止于此。“太空采矿与空间技术、采矿学、空间信息科技以及天文学、行星科学等密切相关,能够牵引科技与太空探索的发展。”中国矿业大学机电工程学院教授刘新华说。

近地小行星因其资源集中、开发潜力大且技术门槛较低,成为科学界关注的热点。刘新华介绍,小行星带中的铂族金属储量惊人,一颗直径1公里的小行星可能蕴含1亿吨铂,潜在开采价值很高。

哪些太空资源值得开采?在广东深圳科学技术馆馆长、深圳理工大学教授郑永春看来,太空资源主要包括两方面,即地球上稀缺的、值得花巨大代价去开采的一些高价值资源,以及长期太空生活所需的资源(比如有机物、水)。“有的资源从地球上带过去,成本非常高,必须原位利用。”郑永春说。

哈勃望远镜曾对小行星带内的灵神星进行光谱分析,发现它的金属含量高达82.5%,且这些金属大多暴露在表面。

郑永春解释,小行星是太阳系形成之后的残留物,有的以岩石为主,有的以金属为主。据估计,灵神星的主要成分是硅酸盐岩石和铁、镍等金属。

难在哪儿?

深空通信、能源供应、运输物流等环节都面临巨大挑战

太空采矿是一个长期的、极其复杂的系统工程。

首先是微重力环境作业的挑战。小行星质量相对较小,引力极低,有的甚至接近零重力。传统采矿设备在这样的环境里难以稳定作业,可能因反作用力而失控,矿石采集运输效率极低。

“我们团队开发的太空采矿机器人,其基本形态为6足模式,有3个轮足和3个爪足,主要是为了适应太空中的微重力环境。”刘新华说,为解决失重带来的漂移,科研团队模拟昆虫的爪刺结构,设计了特殊的爪刺足。

除微重力的问题外,太空采矿工作还要面对原位资源利用的技术限制、极端辐射等情况,以及深空通信、能源供应、运输物流等困难,每一个都是巨大的挑战。

以能源供应为例,传统的深空探测依赖太阳能,深空或小行星带光照弱,太阳能电池效率大幅下降。小型核反应堆仍处于试验阶段,稳定性和安全性有待验证。“长期任务依赖可持续能源,现有技术难以满足高能耗需求。”刘新华说。

“将矿石从深空运回需克服巨大引力场,燃料消耗成本极高;若资源用于建设月球和火星基地,需建立轨道中转站和可重复运输系统,目前技术成熟度低。”刘新华说。

为解决一系列难题,刘新华教授团队在实验室模拟近地小行星环境,在地面对太空采矿机器人工作进行验证。结果显示,该机器人结合轮足与爪足设计,能够适应月球和小行星的复杂地形,集移动、锚固、钻探和采样功能于一体,可同时处理多种资源。另外,通过模拟微重力的悬挂机构,测试了该机器人运动特性的可行性。

“太空采矿成本主要与运载能力相关。”郑永春说,大幅度降低从地球到太空之间的运输成本,是“星际采矿”的前提,因此实现火箭重复利用非常关键。

前景如何?

相关研究处于初级阶段,科学家从资源勘查、钻孔技术等多方面开展探索

有关太空采矿的研究目前仍处于初级阶段。经过半个多世纪的深空探测,人类积累了较为丰富的资料及前期技术,其中部分技术经过改造、深化,未来可用于太空采矿,例如资源勘查、钻孔技术及原位资源利用等。

在太空采矿装备的研发方面,刘新华说,国际科学界推进的研发主要集中在自主机器人、原位资源利用、微重力环境作业、高效能源系统和材料技术等领域。例如,日本和美国成功验证了小行星采样技术;美国国家航空航天局专为月球采矿设计了机器人,配备旋转挖掘臂,可在低重力环境下高效采集月壤。

“短期内,试验性开采将以月球和小行星为目标,推动技术验证和商业化探索;中长期来看,太空采矿有望实现规模化,支持月球和火星基地建设,并催生太空经济。”刘新华说。

郑永春认为,太空采矿的主要目的是满足未来人类在太空中长期生活的需求,比如建立月球基地、火星城市等。“很大程度上,太空探索的进展程度取决于人类的决心。太空探索的投入似乎看不到产出,但会对科学发现和技术进步产生巨大的带动作用,从而产生巨大的经济和社会价值。”

太空采矿机器人的未来形态是什么样?

在刘新华的设想中,它是全自主的“太空工厂”,即具备自修复能力与跨天体适应性,可以远程操控,或通过脑机接口实现人机深度融合。要实现这些,有赖于人工智能、材料科学和能源技术等方面的突破,以及全球太空资源开发上的深度合作。

太空采矿机器人目前仍处于持续完善中。“团队将围绕模块化、智能化和资源高效利用等方面持续优化。”刘新华说。

《 人民日报 》( 2025年05月17日 06 版)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
王曼昱赢了球,却用一句话让对手红了眼眶!这才是大将风范!

王曼昱赢了球,却用一句话让对手红了眼眶!这才是大将风范!

眼界纵横
2026-02-28 20:58:39
她在非诚勿扰上站五年,爆灯无数却不牵手,最终被主持人赶下台

她在非诚勿扰上站五年,爆灯无数却不牵手,最终被主持人赶下台

琴声飞扬
2026-02-22 15:21:45
哈梅内伊刚死,美媒一语惊人: 看来对中国来说,伊朗并没那么重要

哈梅内伊刚死,美媒一语惊人: 看来对中国来说,伊朗并没那么重要

健身狂人
2026-03-01 12:41:57
全球只有5位领导人被永久保留遗体,他们都是谁

全球只有5位领导人被永久保留遗体,他们都是谁

扶苏聊历史
2026-01-29 16:13:42
火箭遭热火逆转终结3连胜 杜兰特32+6+8冲突吃T阿门20+11

火箭遭热火逆转终结3连胜 杜兰特32+6+8冲突吃T阿门20+11

醉卧浮生
2026-03-01 07:09:34
推翻阿萨德一年后,叙利亚人后悔了吗?看看百年前的新疆就懂了

推翻阿萨德一年后,叙利亚人后悔了吗?看看百年前的新疆就懂了

知识TNT
2026-02-28 12:25:03
迪拜接连传出爆炸声 导弹降落城区

迪拜接连传出爆炸声 导弹降落城区

环球网资讯
2026-03-01 14:35:09
俄罗斯驻华大使馆微博,27日深夜发文称:中国网友误会我们了!

俄罗斯驻华大使馆微博,27日深夜发文称:中国网友误会我们了!

消失的电波
2026-02-28 08:43:31
巴铁:多亏了中国制造!一天报销115辆坦克!塔利班举白旗求饶

巴铁:多亏了中国制造!一天报销115辆坦克!塔利班举白旗求饶

他是她的岛熊
2026-03-01 11:56:55
美国没想到,俄罗斯也没想到!中国石油,如今会成为“遥遥领先”

美国没想到,俄罗斯也没想到!中国石油,如今会成为“遥遥领先”

来科点谱
2026-02-20 07:16:30
美以空袭伊朗,哈梅内伊为什么依然不慌?

美以空袭伊朗,哈梅内伊为什么依然不慌?

清书先生
2026-02-28 16:27:01
“为什么中国报道美国新闻,比美国人还准确?”

“为什么中国报道美国新闻,比美国人还准确?”

观察者网
2026-02-28 23:40:21
领克为高速“失明”紧急致歉,华为这点差别值得行业深思

领克为高速“失明”紧急致歉,华为这点差别值得行业深思

ZAKER新闻
2026-02-27 11:02:51
蔚来3月限时推7年超低息方案:首付低至3.8万元 每天利息仅2元

蔚来3月限时推7年超低息方案:首付低至3.8万元 每天利息仅2元

快科技
2026-03-01 12:48:05
新iPhone 正式官宣:3 月 2 日,即将发布!

新iPhone 正式官宣:3 月 2 日,即将发布!

科技堡垒
2026-02-28 11:22:07
三节落后6分,中国男篮要悬了!内外线被打爆,郭士强用人被质疑

三节落后6分,中国男篮要悬了!内外线被打爆,郭士强用人被质疑

侃球熊弟
2026-03-01 17:19:54
一套连环计,特朗普拿出了“伊拉克剧本”?

一套连环计,特朗普拿出了“伊拉克剧本”?

观察者网
2026-02-28 19:13:06
小米事故炸翻37万车主,雷军左右为难!

小米事故炸翻37万车主,雷军左右为难!

鸣金网
2026-02-28 10:45:03
瓜迪奥拉:感谢英足总让曼城有更少时间备战皇马

瓜迪奥拉:感谢英足总让曼城有更少时间备战皇马

体坛周报
2026-03-01 13:11:17
伊朗或退出2026年美加墨世界杯,递补球队出炉,国际足联已有答案

伊朗或退出2026年美加墨世界杯,递补球队出炉,国际足联已有答案

小彭美识
2026-03-01 10:28:49
2026-03-01 17:55:00
人民网 incentive-icons
人民网
报道全球 传播中国 人民网股份有限公司
445928文章数 1181835关注度
往期回顾 全部

头条要闻

哈梅内伊"回归天国" 美以如何确认其行踪引发内鬼猜测

头条要闻

哈梅内伊"回归天国" 美以如何确认其行踪引发内鬼猜测

体育要闻

火箭输给热火:乌度卡又输斯波教练

娱乐要闻

《江山为聘》:吴谨言陈哲远燃炸朝堂

财经要闻

中东局势升级 如何影响A股、黄金和原油

科技要闻

小米超跑概念车全球首秀!杀入顶豪俱乐部

汽车要闻

理想汽车2月交付26421辆 历史累计交付超159万辆

态度原创

教育
时尚
数码
房产
健康

教育要闻

“萝卜达到这个程度也认了!”湖南高校招聘钢琴教师,演都不演了

普通人穿衣不需要太复杂!颜色恰当、搭配和谐,高级又耐看

数码要闻

小米首款追踪器!小米Tag海外正式发布 兼容iOS 120元起

房产要闻

滨江九小也来了!集齐海侨北+哈罗、寰岛...江东教育要炸了!

转头就晕的耳石症,能开车上班吗?

无障碍浏览 进入关怀版