本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
美国众议院和参议院最近通过的 2015 年《太空法案》标志着商业航天工业的一个重要里程碑。自 1967 年《外层空间条约》以来,各国一直被禁止声明或占用任何天体资源,如月球或其他行星。这项名为“关于各国在探索和利用外层空间,包括月球和其他天体活动方面应遵守的原则条约”的近五十年历史的协议,自那时以来构成了国际空间法的基础。
现在这种情况即将改变。
1967 年的条约是在冷战高峰期签署的,当时太空竞赛正如火如荼地进行,许多人理所当然地担心太空军事化。 那个时代的迫切需要要求我们解决太空核武器的风险,并降低我们遭受核毁灭的可能性。 商业太空采矿未来时代的想法是大多数人最不关心的事。
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然而,半个世纪后,技术已经取得了长足的进步,创造了许多新的机遇,包括太空的商业探索和利用。 虽然声明拥有整个世界仍然是禁止的,而且可能在很长一段时间内都应该如此,但从小行星和其他地外来源开采和利用材料的能力终于被打开了。 这项名为“美国商业太空发射竞争力法案”的立法,呼吁促进“美国公民对太空资源的商业勘探和商业回收”。 如果总统将该法案签署成为法律,这意味着商业企业最终将能够尝试并从太空探索中获利——这将刺激进一步的发展、创新和探索。 鉴于这一政策转变,其他国家似乎很可能会迅速效仿。
据估计,一颗直径 90 英尺的富铂小行星价值可能高达 500 亿美元。 尽管现在仍处于早期阶段,但人们普遍猜测太空采矿最终可能成为一个数万亿美元的产业。 尽管许多主要参与者一直不愿公开声明具体的时间表,但已经给出了一些关于何时可能期望进行积极的太空采矿的迹象。 凯克空间研究所最近赞助的一项研究确定,一颗 500 公吨的小行星可以被捕获并运送到高月球轨道,在那里将在 2025 年之前开采资源。 该研究由小行星采矿公司 Planetary Resources 的两名成员共同撰写。 另一家太空企业 Deep Space Industries (DSI) 表示,它计划在 2020 年代之前使用从小行星开采的材料(包括燃料、水、金属和合金)进行太空制造。 目前,许多此类公司正在地球和轨道上测试设备,以及勘测、识别和分析潜在的目标小行星。
从历史的角度来看,试想一下,如果在 15 世纪,在欧洲地理大发现时代的曙光中,探险家和资助者被禁止从探险中获利。 谁会愚蠢到挥霍前往和探索新世界所需的金钱、生命和资源? 虽然其中涉及一定程度的国家声望,但如果国库没有因此而变得充裕,很少有国家会支持这些航行。
此外,与半个千年 前不同,我们今天面临着生活在一个资源有限且日益减少的星球上的现实,而此时对这些资源的需求却将飙升。 据估计,如果我们星球上目前的人口以美国人口的资源消耗速度消耗资源,我们将需要四个地球才能维持所有人的生存。 虽然我们可以主张减少消费并期待我们在资源利用效率方面的技术突破,但数学表明这将远远不够。 从地球外来源开采、回收矿物和水并返回地球的能力最终可能在很大程度上解决这一短缺问题。
从太空资源中回收和获益的手段和方法各不相同。 某些矿物,如金、铂、银、钨、铱、锇、钯、铼、铑和钌,可能会被开采并运送到地球以供地球上使用。 其他策略可能包括在现场使用开采的矿物来制造燃料和建筑材料。 铁、镍、铝、钴、锰、钼、钛、氢、氨和氧气可能会被送回地球轨道,在那里它们可以用于建造飞船和栖息地,并帮助为宇航员提供生命支持。 这将极大地刺激我们进军太空,因为将资源运出地球巨大的引力井仍然非常昂贵。
SpaceX、Planetary Resources、Orbital Sciences 和 Deep Space Industries 等公司都将从这项立法中受益,而且他们也应该如此,因为考虑到他们正在或计划投入的所有资源。 但他们绝不会是唯一的受益者。 新兴产业的发展将刺激国家和全球经济,而此时许多类型的工作正在迅速消失。 这也将使更多人能够生活在西方许多人长期以来习以为常的标准之下。
这真的会启动一个新的太空采矿产业吗? 只有时间会证明。 但正如 Planetary Resources 的联合创始人兼联合主席埃里克·安德森在国会通过该法案后所说的那样,“多年以后,我们将把 这个关键时刻视为人类成为多行星物种迈出的重要一步。 这项立法 建立了与创造历史上伟大经济体相同的支持框架, 它将促进 太空的持续发展。”