如果人类想在太阳系里持续扩张,原位资源利用(ISRU)将是一项关键技术。简单说,就是要“就地取材”——从月球或小行星上直接获取水、矿物和燃料,而不是一切都从地球运过去。但这一切有个前提:你得先知道资源在哪里。 目前最可靠的办法,是发射专门的探测器飞到小行星或月球特定区域,采集样本后现场分析,或者把样本送回地球。问题是,这种方法非常昂贵。如果想逐一考察每颗近地小行星,或者月球基地周围的每个潜在资源点,成本高到几乎不可能实现。 因此,美国宇航局“创新先进概念计划”(NIAC)资助了一项新研究,思路完全不同:用一艘小型探测器,一次性飞越多处ISRU资源点,在几十公里外就能判断它们的成分。 这背后的关键技术是拉曼光谱。用激光照射某块材料时,大部分散射光会保持原来的波长,但有一小部分光会与被照射材料的分子键发生作用,产生可被算法识别的能量变化。通过分析这些变化,科学家就能得到材料的“分子指纹”,从而判断其中含有哪些矿物。 拉曼光谱其实已经上过太空。火星上的“毅力号”火星车就搭载了SuperCam和SHERLOC两台仪器,能够识别火星土壤中的物质。但火星车必须紧贴岩石,才能获得准确读数。而由SETI研究所的Pablo Sobron Sanchez博士提出的新方案——“星际弹弓”(Interworld Slingshot),则计划在30到50公里外,以行星际飞行速度掠过目标时完成同样的分析。 如果这一方案可行,它将成为一种高效的资源勘察方式:不需要每个目标都派专属探测器,也不必让着陆器冒险降落。用一艘小型航天器,就能在太阳系中“边走边看”,为未来人类基地和采矿任务绘制一张资源地图。这或许正是人类迈向深空时所需的第一块跳板。
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