在月球甚至更远的小行星上采矿，间隔实际还有多远？

发布时间：2025-05-18　点此：241次

【环球时报特约记者晨阳环球时报记者马俊】我国国家航天局、国家原子能组织近来联合发布嫦娥五号的最新科学效果：中核集团核工业北京地质研讨院在月球样品研讨中发现新矿藏，并将其命名为“嫦娥石”，一起还取得了嫦娥五号月壤中未来聚变动力资源——氦-3的含量和提取参数，为我国后续月球氦-3资源的遥感猜测和资源总量预算，以及氦-3资源未来开发和经济评价供给了基础科学数据。这些音讯忍不住让人发生联想：在月球乃至更远的小行星上采矿，间隔实践还有多远？

怎么从月球挖掘“无尽的动力”

美国“太空”网站在介绍为何美国国家航空航天局（NASA）要急着“重返月球”时，特意说到了月球资源的商业挖掘远景，其间最受重视的当属月球上储量丰厚的氦-3资源。

据介绍，可控核聚变具有能量密度大、清洁、燃料丰厚、安全性高级杰出长处，被以为是人类的终极动力，而氦-3能供给“最清洁的可控核聚变动力”。它作为可控核聚变的燃料之一，发生的能量是铀-235核裂变反响的12.5倍。更重要的是，与氘、氚等核聚变燃料不同，氦-3在聚变反响中不会发生中子二次辐射风险，愈加清洁和可控。100吨氦-3核聚变发生的能量即可供给全球运用1年。别的，氦-3是取得极低温环境的要害制冷剂，是超导、量子核算等前沿研讨范畴的必需物质。

美国艺术家幻想的月球采矿基地。

业界专家告知《环球时报》记者，地球上氦元素首要是氦-4，氦-3储量只需0.5吨左右。但在地球上稀缺的氦-3，在月球上却是储量惊人。专家介绍说，月球上的氦-3首要来自太阳风的辐照。作为太阳核聚变的产品，带着氦-3的太阳风继续向宇宙空间喷射。当太阳风吹到月球时，因为月球没有大气和磁场，它就好像一个超级搜集器，将氦-3存储在月球外表的月壤里。科学家估量，在月球构成的数十亿年间，或许遭到多达数亿吨氦-3粒子的碰击，其间适当部分被保存在月壤中。而地球的大气层和磁场尽管维护了生命的演化，但一起也将带着氦-3的太阳风阻挠在外，这也是地球上氦-3稀缺的首要原因。

美国“阿波罗”计划和苏联“月球”系列勘探器取回的月球样本也都证明，氦-3在月球外表的含量远高于地壳含量，估计在月壤中的氦-3总量在65万-322万吨左右。这意味着从月球取得的氦-3足以满意地球上万年的动力需求。因而在近年的月球商业开发热潮中，不少企业都提出了从月球上提取氦-3的幻想。美国“国会山”网站称，一家美国核能公司此前现已就挖掘月球氦-3资源签署了一份意向性协议，其间幻想运用特种月球车搜集月球表层的月壤，将它们运送到处理室中别离出氦-3并储存起来，等候运载火箭将其送回地球。据称，在月球搜集氦-3的相关设备现已在地上进行了实践测验。

但英国伦敦大学的伊恩·克劳福德教授关于从月球提取氦-3的经济可行性提出质疑。他表明，因为氦-3在月壤中没有构成相似地球矿脉那样的富集区域，因而想要别离满意的氦-3就有必要处理海量的月壤，这意味着需求适当巨大的处理设备。相关研讨报告显现，假如要到达每年从月球搜集100吨氦-3的才干，考虑到月壤的氦-3含量非常少（尽管比较地球含量现已很高了），需求上千辆专用矿车才干满意需求。再加上巨大的处理设备以及往复地月的太空运载东西，前期投入或许高达上万亿美元。

克劳福德还说到，当时关于月球氦-3储量的预算首要都是依据美国和苏联从月球低纬度区域带回的样本。但氦-3在月球上是否或许存在散布不均的状况？这还需求未来进一步关于月球南北极区域样本的调查。

专家介绍说，我国对嫦娥五号勘探器取得的月球样本的最新研讨效果，有助于推动月球氦-3的挖掘。此前的研讨以为，想要从月壤中别离氦-3，有必要供给700摄氏度以上的高温环境，这样不光耗能较高，并且速度慢，不利于在月球上原位挖掘。而我国科学院宁波资料技能与工程研讨所、航天五院钱学森实验室、我国科学院物理研讨所和南京大学等联合团队发现，月壤中钛铁矿颗粒外表存在一层非晶玻璃，它具有极高的稳定性，在月球上捕获并保存了丰厚的氦-3资源。因而经过机械破碎法，可在常温下提取以气泡方式储存在钛铁矿颗粒中的氦-3，而不需加热至高温。并且钛铁矿具有弱磁性，可经过磁挑选与其他月壤颗粒分隔，便于在月球上原位挖掘。依据月球钛铁矿总量预算，以气泡方式贮藏的氦-3总量或高达26万吨，假如悉数用于核聚变，能够满意全球2600年的动力需求。这些成果不光为月球上氦-3的富集机理供给了新的见地，也为未来月球氦-3的原位挖掘运用奠定了理论基础，对探寻月球资源的有用运用途径具有重要意义。

月球还有哪些矿藏值得挖掘

除了氦-3之外，月球上还有很多矿藏存在挖掘价值。其间备受重视的便是稀土元素和放射性元素。众所周知，稀土元素具有共同的磁性或催化功能，是电子器件中的要害成分，也在导弹、智能兵器、导航仪、喷气发动机等军事高新技能范畴有重要运用价值。但这些稀土元素的挖掘难度大、本钱高，并且在地球上的散布很不均匀。

英国广播公司网站称，月球上的稀土元素和放射性元素广泛存在于克里普岩中。据介绍，月球构成之初，曾被深达数百公里的岩浆洋掩盖。跟着温度下降，岩浆开端固化，构成岩石。当岩浆洋结晶程度到达约98%时，不相容元素（不喜爱进入固体,而喜爱进入熔体的元素）在剩余熔体中高度浓缩，终究在月壳和月幔之间构成克里普岩夹层，它因富含钾、稀土元素和磷而得名。据预算，月球克里普岩中蕴藏的稀土元素、钍、铀的资源量别离约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。

小行星挖掘基地幻想图

报导还说到，在地球上提炼稀土元素或许会对环境构成严峻污染。“考虑到这点，月球是个最佳替代挑选。它或许是个价值数万亿英镑的巨大商场”。

考虑到传统挖掘稀土元素的方法并不适用于月球或太空环境，科学家们正在寻求新概念的挖掘方法，其间就包含运用微生物的“生物采矿”。英国《天然·通讯》杂志称，英国科学家评价了国际空间站上3种细菌在微重力、模仿火星重力和地球重力三种条件下的生物采矿潜力，并测量了这些细菌的提取功率——从玄武岩（相似于月球和火星外表的大部分物质）浸出的14种不同稀土元素的含量。其间一种名为鞘氨醇单胞菌的微生物在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素，并且该细菌的浸出率在三种重力条件下都差不多，玄武岩中含量最丰厚的稀土元素的浸出率最高。

此外，月球的其他矿藏资源也极为丰厚，地球上最常见的17种元素，在月球上举目皆是。以铁为例，仅月面表层5厘米厚的砂土中就含有上亿吨铁，而整个月球外表均匀有10米厚的砂土。月球表层的铁不只反常丰厚，并且便于挖掘和锻炼。例如，月球上的铁首要是氧化铁，只需把氧和铁分隔就行；此外，科学家已研讨出运用月球土壤和岩石制作水泥和玻璃的方法。在月球表层，铝的含量也非常丰厚。

值得注意的是，在月球挖掘的矿藏资源并不一定要悉数运回地球。伴跟着人类走向太空，不或许一切建筑资料都要由地球供给。月球丰厚的矿藏储藏和低重力环境，让它能够为制作月球基地乃至太空设备供给很多要害质料。

挖掘小行星是否可行？

比较于“月球开矿”，在间隔人类更远的小行星上进行资源收集听上去好像更不可行。但科学家们却以为，从技能上讲，这并非没有或许。

依据NASA方面的计算，现已发现上万颗近地小行星，在木星和火星轨迹之间还有一个由数百万大小不一的岩石组成的小行星带。它们大都是在太阳系构成时留下的剩余，除了科研价值外，其间部分小行星还蕴含着丰厚的资源，比方纯度较高的铁和铂等金属质料。

比较于在月球或火星上开矿，小行星上几乎没有重力，能够容易运走大块资料，可行性更高。因而“小行星开矿”也赢得了各国的高度重视。2015年11月，美国时任总统奥巴马签署《美国商业太空发射竞赛法案》，其间答应具有必要技能登陆小行星的个人或企业占有行星以及其他太空资源。2016年，卢森堡政府成为第一个清晰表现出对小行星矿业生意具有浓厚兴趣的欧洲国家。

据介绍，“小行星开矿”的第一步是运用专业设备供认方针小行星的矿藏品种和挖掘远景。美国私营企业“行星资源”公司正在凭借卫星搜索最适合开发的小行星。而NASA计划下一年发动Psyche小行星勘探使命。这颗编号“16 Psyche”的小行星或许是太阳系构成前期一颗未能成形的小型行星的暴露金属核，直径达140英里，首要由铁、镍和稀有金属构成。之前曾有媒体预算，假如将这颗小行星上的一切金属运回地球，其价值总额将是一个天文数字。

据称，在技能计划挑选方面，采矿机器设备可采用太阳能供电，能削减从地球运往小行星所需燃料；在挖掘过程中，一切飞船和设备须紧紧固定在小行星上，以防因失重而飘走迷失于太空。

“行星资源”公司总裁兼首席工程师克里斯·列维奇表明，挖掘小行星并不奥秘，“咱们只是在重复历史上现已做过的工作，就好像殖民者登上北美大陆，运用当地资源开展和强大。”他表明，考虑到脱节地球引力需求消耗很多燃料，“不管前往太阳系的任何地方，只需登上地球轨迹，旅程就走了一半。”因而极力运用小行星上的资源是最为经济可行的方法。例如小行星上具有丰厚的水、铁、镍和钴等资源。“运用3D打印等技能，可从小行星获取资料，然后制作出各种东西。这样就再也不必从地球用火箭运送东西、机械乃至驻地资料，然后进一步下降太空探究的本钱。”但他一起供认，小行星开发还存在技能和法律问题，有待进一步处理。

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