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航天科技集团在1月29号正式宣布,十五五期间要搞“天工开物”专项,直接奔着太空采矿去了。这可不是嘴上说说,连技术路线图都准备好了,机器人都造出来了。
那具体会怎么做呢?今天来分析一下。
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目前我们主要盯着三个地方:月球、近地小行星、还有小行星带。
月球是头一站,道理很简单,因为离得近,38万公里,去得多了解得也多。月球上有啥好东西呢?氦-3,可控核聚变的理想燃料,地球上总共才500公斤,月球上有110万吨,够人类用一万年。
还有水冰,别小看这个,水能分解成氢和氧,既是呼吸用的氧气,也是火箭燃料,这就相当于在月球上建了个加油站。除了这些,月球还有大量的硅、钛、铝、锰,都是工业材料。
近地小行星更厉害,那是真正的漂浮金库。有一颗叫16号灵神星的,NASA估算它上面的黄金、铂金等贵金属价值超过800万亿美元。中国矿业大学刘新华教授也说过,一颗直径1公里的小行星,可能蕴含1亿吨铂,而2025年全球铂金总产量才不到200吨。
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太空中的矿在哪里,中国和美国都知道,问题是怎么挖出来。
地球上挖矿那套在太空完全不管用,因为那边没重力、辐射强、温差大,传统设备上去就是摆设。所以必须用智能化、自主化的机器人。
中国矿业大学在2025年就搞出了咱们国家第一台太空采矿机器人,用的是六足混合运动结构,三条轮足负责移动,三条爪足带刺能锚固在松散的星壤上,防止微重力环境下飘走。这个爪刺设计是模仿昆虫的,专门解决失重环境下设备容易漂移的问题。机器人集成了钻探采样系统,移动、锚固、钻探、采样一条龙,自己就能搞定所有步骤。
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具体怎么操作呢?机器人先用轮足在月球或小行星表面移动,找到目标区域后,爪足扎进土里固定住自己,然后启动钻探系统开始取样。因为是微重力环境,钻探的时候会产生反作用力,没有爪足固定的话,机器人自己就飞了。采完样之后,要么就地处理,要么装进容器等着运回去。
而这机器人还得能自己判断,哪里值得挖,哪里不值得挖,因为太空通信延迟大,不可能每一步都等地球指令。所以它得有AI系统,能自主决策。研发团队专门搭了个模拟近地小行星风化层的训练场,用悬吊系统模拟微重力环境,让机器人在地球上先练练手。
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把矿挖出来只是第一步,接下来的在轨处理才是关键。你想啊,从地球运冶炼设备上去,成本高得吓人,所以必须在太空就地加工,这叫原位利用。
中国在这方面已经有突破了。咱们建了太空资源开发综合实验和地面支持系统,包括任务控制、模拟实验、AI训练、数据处理四大部分。这个系统已经成功从模拟月壤中提取出氧气、铁、铝等元素,标志着中国太空金属制造进入工程验证阶段。
具体流程是这样的:采回来的矿石先在轨处理设施里进行分选,把有用的和没用的分开。然后通过化学或物理方法提取目标元素,比如用电解法从月壤里提取氧气,用热还原法提取金属。提取出来的材料可以直接在太空使用,造建筑材料、造零件、甚至造燃料。这样一来,就不用什么都从地球运上去了,大大降低了成本。
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有些资源得运回地球,比如氦-3这种战略物资。怎么运呢?这就涉及到低成本转移运输技术。
传统火箭太贵了,发射一次动辄上亿美元。所以得搞可重复使用火箭,把地月运输成本降到每公斤500美元左右。中国现在正在研发这种可重复使用的运载器,未来可能还会用太空电梯、轨道转移飞行器这些更先进的技术。
还有一个思路是建立太空资源补给站,就像高速路上的服务区。在地月之间的拉格朗日L1点、日地之间的L1/L2点这些引力平衡的位置,建立中转站。采矿船把资源运到补给站,然后由专门的运输船分批运回地球,或者直接供给其他太空任务使用。这样能大幅提高运输效率。
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咱们的布局是“远近结合、循序渐进”。从月球开始,先建立资源开发设施,掌握关键技术。然后逐步向近地小行星、火星、主带小行星甚至木星的卫星推进。最终形成一张覆盖太阳系的资源探索网络,包括太空资源补给站、运输通道、采矿站、加工站,还有低成本返回通道。
中国不是唯一盯着太空资源的国家。美国早在2016年就通过了《美国商业太空发射竞争法案》,确立私人企业对太空采矿所得资源的所有权。欧盟委员会2025年9月发布报告,说为了应对“全球秩序瓦解危机”,必须重视太空采矿这些先进采矿技术。
商业航天企业也在积极布局。美国星际矿业公司计划2028年前在月球开采氦-3,美国小行星采矿初创企业星际熔炉公司早在2024年就完成了4000万美元A轮融资。所以这是一场全球竞赛,谁先掌握关键技术,谁就能在未来的太空经济中占据主导地位。
当然,竞争是一方面,另一方面是对我们来说,因为时机到了。
从地球资源角度看,稀土金属这些半导体、新能源电池的核心原料,预计到2050年全球缺口会达到80%。某些国家还想用“国家安全”为由重构供应链,搞胁迫手段。开发太空资源,是从根本上摆脱地球资源枷锁、确保未来产业自主的终极答案。
从技术窗口看,咱们正处在突破的前夜。可重复使用火箭技术在逐步成熟,AI和机器人技术也发展到了能支撑太空自主作业的水平。再不动手,就让别人抢先了。
祝中国航天旗开得胜,早日把太空矿挖回来。
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