本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
五十年前的七月，阿波罗 11 号将首次载人任务送达月球表面。今天，美国正处于太空复兴的边缘——将宇航员送回月球，首先是在轨道空间站上，然后返回月球表面。 除此之外，美国宇航局、其国际合作伙伴和商业公司正在寻找和开采月球水——氢燃料和氧气的基本组成部分。
位于月球或小行星等天体上的水或冰是一种太空资源。在过去的 20 年里，深空探测已经在月球、火星、小行星带，甚至在木星和土星的卫星上发现了潜在的水矿藏。
利用原位资源利用（ISRU）技术，这些矿藏可以转化为氢或氧，从而为未来的太空任务提供燃料和补给。从长远来看，这些太空资源还可以降低前往小行星带、巨行星和柯伊伯带等深空位置的无人探测任务的成本。
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商业利益也对开采太空资源感兴趣。如果水可以在太空中提供（相对）廉价的燃料补给服务，它可能会促进商业航天产业的增长。 例如，已经有对小行星采矿的兴趣，以寻找铂或其他有价值的金属。 据估计，2018 年全球航天工业的价值超过4000 亿美元。 到 2030 年，由于包括太空资源在内的新技术和商业创新，该行业的规模可能会翻一番。 美国有能力抓住这一增长的相当一部分，但这远非必然。 需要进一步关注科学研究。
最近，两党“太空资源研究所法案”已在国会两院提出（H.R. 1029 和 S. 391）。 这项提案可能会进一步解锁太空资源技术，它来自科罗拉多州国会代表团的四名成员：众议员蒂普顿、众议员珀尔马特、参议员加德纳和参议员贝内特。 根据“维持美国在太空领域的卓越地位”的目标，该法案将指示美国宇航局在六个月内调查建立实体或虚拟太空资源研究所的可行性和必要性。 具体目标包括：
识别、开发和分配太空资源，包括鼓励基础科学和技术的发展。
降低与识别、开发和分配太空资源相关的技术风险。
开发使用太空资源来支持当前和未来的太空架构、计划和任务的方案；并实现其他方式不可能实现的此类架构、计划和任务
但不仅仅是美国在寻求在太空领域处于领先地位。在资源方面，卢森堡、布鲁塞尔和阿拉伯联合酋长国正在为其自身的愿望奠定基础。
未来研究所的一个重要工具将是美国宇航局的月球轨道平台-门户，这是一个环绕月球的深空空间站。 在 2019 年初，加拿大成为第一个正式加入美国主导项目的国家。 美国宇航局在国际空间站上的其他合作伙伴，包括欧洲航天局、JAXA 和俄罗斯航天局，都表示有兴趣加入该项目。
该门户将作为月球科学的基地，通过政府和商业合作伙伴支持载人和无人月球探测。 它还将提供一个独特的实验室，以研究深空恶劣环境中的人类健康和其他主题，并建立在国际空间站在地球轨道上的成功之上。
美国太空竞争力恢复的关键发展是私营部门参与者和商业创新的作用。 2011 年，美国仅占全球商业太空发射市场的一小部分。 在 2011 年航天飞机退役后，美国失去了载人飞行发射能力。 作为回应，美国宇航局的合同和支持开发了商业发射能力。
到 2017 年，美国公司提供了全球商业发射的近三分之二。 在明年，SpaceX 和波音公司都计划首次将宇航员送往国际空间站。 最近，私人运输选择已被考虑用于即将到来的月球任务。
2015 年，国会通过了《商业太空发射竞争力法案》，为美国商业公司开采太空资源提供了更大的产权法律确定性。 2018 年底，美国宇航局、学术界和私营部门的利益相关者联盟发布了商业月球推进剂架构。 该研究确定了在月球上提取水并将其转化为燃料的技术和经济可行性。 短期内，该研究发现，基于月球资源的燃料补给每年可产生超过 20 亿美元的收入。 2019 年 3 月，美国宇航局宣布，它正在解封原始阿波罗任务中储存的月球岩石样本，以便专门进行更高级的分析。
美国宇航局现有的研究机构对于实现该机构在与太空探索相关的基础和应用科学方面的目标至关重要。 美国宇航局总共在全国各地主持或资助了60 多个研究所的活动。 这些研究所的结构各不相同，包括联邦实体、大学、私人承包商和跨部门合作。
每个研究所的专业和科学任务各不相同； 值得注意的研究能力包括系外行星、天体生物学、先进制造和生物医学研究等关键领域。 最近，美国宇航局开始资助太空技术研究机构，这是一项由大学主导的研究计划，旨在开发专门用于深空探索的技术。 前两个分别专注于生物工程和超强复合材料，既可以增强太空能力，也可以开发用于地球的新技术。
太空资源研究所将发挥类似的作用，尽管它将专注于特定的任务需求，而不是特定的应用科学。 太空资源本质上是跨学科的。 需要多个新系统来整合整个航天工业的技术，才能成功地在太空中开发水或矿产资源。 太空资源任务对先进工程有要求，以解决深空中的真空、微重力、极端温度波动、辐射和其他危险。 其他相关的挑战包括资源调查和表征、太空资源经济以及加工和制造技术。
为了在 2030 年代依靠 ISRU 技术的燃料补给进行火星任务，美国宇航局需要尽快鼓励其创新和采用。 该研究所将充当美国宇航局和不断增长的商业航天部门之间的桥梁。 正如联合发射联盟、SpaceX、蓝色起源、维珍银河和其他发射供应商所证明的那样，商业公司可以推动技术发展并降低成本。
私营部门的研究、开发和示范 (RD&D) 提高了科学任务的能力。 在勘探、提取和处理太空资源的技术方面，公私合作将鼓励良性反馈循环。
太空资源研究所还可以证明对国家经济竞争力至关重要。 当美国第一次登上月球时，只有美国和前苏联有能力发射月球任务。 今天，许多航天国家已经发射或计划发射此类任务。 值得注意的是，以色列正在进行的月球创世纪着陆器任务是从佛罗里达州由 SpaceX 火箭发射的。