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月球采礦經(jīng)濟(jì)可行嗎?

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-08-30 01:30:36  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  “月亮女神”或許與大地母親一樣,潛藏著大量的礦產(chǎn)資源,人類應(yīng)當(dāng)如何開(kāi)采和利用這些資源?經(jīng)濟(jì)可行性如何呢?美國(guó)太空網(wǎng)的報(bào)道,為我們進(jìn)行了深入地剖析。

  據(jù)俄羅斯連塔網(wǎng)報(bào)道,俄羅斯科學(xué)家已經(jīng)制訂了在月球開(kāi)發(fā)礦藏的長(zhǎng)期計(jì)劃,并已將該計(jì)劃草案提交給政府。俄羅斯科學(xué)家認(rèn)為,月球是獲取非地球物質(zhì)、礦產(chǎn)資源、揮發(fā)性化合物和淡水的最近來(lái)源,也是人類目前唯一可以獲得的來(lái)源。在月球上開(kāi)采礦藏并不比在地球兩極更困難。與此同時(shí),人類還可將危險(xiǎn)的制造業(yè)轉(zhuǎn)移到月球,從而降低地球生態(tài)環(huán)境面臨的風(fēng)險(xiǎn)。科學(xué)家稱,相關(guān)方案正在研究當(dāng)中。

  其實(shí),不只俄羅斯科學(xué)家想去月球“掘金”,到月球采礦已經(jīng)被科學(xué)家們提出了很多年,有多個(gè)國(guó)家和私人企業(yè)都提出了雄心勃勃的月球采礦計(jì)劃,比如,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)每年都會(huì)舉行一次機(jī)器人采礦競(jìng)賽;谷歌則為月球X大獎(jiǎng)提供贊助:如果能讓一個(gè)機(jī)器人登上月球并行走500米,就能獲得數(shù)千萬(wàn)美元獎(jiǎng)金。

  那么,人類應(yīng)當(dāng)如何開(kāi)采和利用月球資源?經(jīng)濟(jì)可行性如何呢?又需要做足哪些前期功課?

   月球探測(cè)再現(xiàn)高潮

  其實(shí),很少有人理性地思考,月球真的適合開(kāi)采嗎?成本到底有多大?迄今為止,還沒(méi)有任何人對(duì)月球采礦的經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行過(guò)整體上的詳細(xì)分析。

  英國(guó)倫敦大學(xué)伯貝克學(xué)院的行星科學(xué)和天體生物學(xué)教授伊恩·克勞福德提出,要對(duì)月球采礦是否經(jīng)濟(jì)可行開(kāi)展一項(xiàng)嚴(yán)苛的新評(píng)估,他的提議和完整的分析報(bào)告發(fā)表在《自然地理學(xué)進(jìn)展》雜志上。

  克勞福德在接受美國(guó)太空網(wǎng)采訪時(shí)表示,盡管很難鑒別出哪種單一月球資源價(jià)值足以驅(qū)動(dòng)一場(chǎng)獨(dú)立的月球資源開(kāi)采工業(yè),但月球確實(shí)蘊(yùn)藏著豐富的、擁有巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的原材料,而且,月球資源還可用于建造位于近地空間的工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施。

  他說(shuō):“如果月球的資源對(duì)人類有貢獻(xiàn),那么,其對(duì)人類的幫助不僅僅體現(xiàn)在月球表面上。”美國(guó)月球和行星協(xié)會(huì)著名月球科學(xué)家保羅·斯普蒂斯也持有同樣的觀點(diǎn)。

  有科學(xué)家指出,21世紀(jì)的前20年將是月球探測(cè)的又一個(gè)高潮,而建立月球基地、開(kāi)發(fā)與利用包括礦產(chǎn)資源在內(nèi)的月球資源是未來(lái)月球探測(cè)的主要目標(biāo)。

  開(kāi)采氦-3存爭(zhēng)議

  克勞福德首先提出質(zhì)疑的是氦-3(helium-3)。

  此前,很多人認(rèn)為,經(jīng)過(guò)數(shù)十億年太陽(yáng)風(fēng)的侵襲,大量氦的同位素——氦-3嵌入到月球風(fēng)化層的頂部,從月球上開(kāi)采的氦-3可用于地球上在建和計(jì)劃建造的核反應(yīng)堆。英國(guó)《泰晤士報(bào)》曾在2014年8月5日的報(bào)道中指出,一些人認(rèn)為,太陽(yáng)持續(xù)不斷地釋放氦-3,但地球的磁場(chǎng)和厚厚的大氣層使氦-3幾乎無(wú)法抵達(dá)地球表面,不過(guò),月球數(shù)十億年來(lái)一直在積聚氦-3,月球上的氦-3能滿足全球至少一萬(wàn)年的能源需求。

  但克勞福德指出:“在月球上開(kāi)采氦-3的意義并不大,這種物質(zhì)是一種有限的資源,就像在地球上挖掘煤礦或開(kāi)采石油一樣,一旦你開(kāi)采了,就不再有了。而且,在月球上開(kāi)采氦-3是一項(xiàng)巨大的投入,需要建立龐大的基礎(chǔ)設(shè)施,這筆投入用于在地球上研發(fā)真正的可再生能源技術(shù)或許更劃算?!?/p>

  除此之外,克勞福德也提醒道,月球上氦-3的含量非常豐富是通過(guò)對(duì)阿波羅探測(cè)器從月球低軌道帶回的月球樣本進(jìn)行分析后得出的結(jié)論。他說(shuō):“很可能氦-3在月球極地附近冰冷的風(fēng)化層內(nèi)含量更高,如果要對(duì)此進(jìn)行確認(rèn),需要一個(gè)月球著陸器,這又是一筆巨大的投入?!?/p>

  據(jù)英國(guó)《泰晤士報(bào)》報(bào)道,英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院馬拉德空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)室行星科學(xué)部門負(fù)責(zé)人安德魯·科茨也曾對(duì)利用氦-3的可行性提出了質(zhì)疑。他認(rèn)為,至少,地球與月球之間的運(yùn)輸方式尚不完善。他說(shuō):“我們?cè)诘厍蛏仙形磳?shí)現(xiàn)聚變發(fā)電。雖然這是一個(gè)好主意,但還是空中樓閣?!?/p>

  不過(guò),克勞福德也強(qiáng)調(diào),這并不意味著我們不考慮、不重視月球,從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看,月球資源擁有巨大的經(jīng)濟(jì)潛能。除了氦-3之外,月球上還有氦-4、氫、碳和氮等資源。而且,目前和未來(lái)探測(cè)得到的信息將增加人類對(duì)月球的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備。

  蘊(yùn)藏哪些罕見(jiàn)元素?

  月球上蘊(yùn)藏著哪些地球上罕見(jiàn)的元素呢?這些元素的儲(chǔ)量有多少?或許與此相關(guān)的信息對(duì)人類大有裨益。

  克勞福德說(shuō):“當(dāng)我們真正對(duì)月球進(jìn)行了正確地探測(cè),很可能會(huì)發(fā)現(xiàn)這些材料的含量比我們以為的要更高。月球可能蘊(yùn)藏著地球上非常罕見(jiàn)的元素,比如鈾、釷以及其他我們目前還不知道的有用物質(zhì)?!?/p>

  此前就有研究人員表示,月球上的克里普巖蘊(yùn)藏的豐富的稀土元素以及釷、鈾,這些元素是未來(lái)人類所要開(kāi)發(fā)利用的月球資源中的重要礦產(chǎn)資源??死锲諑r是月球主要巖石類型之一,因其富含鉀、稀土元素和磷而得名。此外,月球上其他巖石還蘊(yùn)藏著豐富的、極具開(kāi)發(fā)潛力的鋁、鈣、硅等資源??梢?jiàn),月球是未來(lái)人類礦產(chǎn)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)與利用的寶庫(kù)之一。

  克勞福德說(shuō):“在我們所需要的詳細(xì)尺度上對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)是一個(gè)巨大的任務(wù),但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,我們應(yīng)該對(duì)此保持開(kāi)放的心態(tài)。”

  克勞福德指出,除此之外,就像太空研究員丹尼斯·溫格和其他人指出的那樣,月球上可能富含豐富的、高附加值的鉑家族元素。因?yàn)橛泻芏嘟饘傩⌒行窃谶B續(xù)不斷地撞擊月球,對(duì)這些撞擊點(diǎn)進(jìn)行定位和探測(cè),可能會(huì)找到附加值更高的鉑金家族的元素。

  克勞福德說(shuō):“如果你只是對(duì)鉑族元素感興趣,你可以開(kāi)采小行星。但如果你去月球是為了搜尋極地?fù)]發(fā)物以及在地球上罕見(jiàn)的元素,那么,小行星撞擊月球的撞擊點(diǎn)可能會(huì)讓你收獲頗豐。”

  他總結(jié)道:“因此,綜合以上所有因素,即使月球上沒(méi)有氦-3,我們也能發(fā)現(xiàn),從長(zhǎng)期來(lái)看,月球可能也擁有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。”

  確定水含量至關(guān)重要

  克勞福德說(shuō):“我們的調(diào)查首當(dāng)其沖要做的是確定月球極地隕坑中水的含量。在月球軌道運(yùn)行的探測(cè)器正在對(duì)月球進(jìn)行遙感探測(cè),源源不斷地提供雷達(dá)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以揭示與月球水資源有關(guān)的秘密,這些水資源可用于制造氧氣和火箭燃料?!?/p>

  但是需要弄清真相,要在月球極地表面進(jìn)行原位測(cè)量,還要完成一系列艱巨的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),這些活動(dòng)與在地球進(jìn)行的類似活動(dòng)完全不同,畢竟那是在另一顆星球表面。

  克勞福德繼續(xù)闡述:“但是,為了真正厘清月球上水資源的儲(chǔ)備,需要在月球極地的表面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,這是第一步。不過(guò),如果能獲得答案,我們就能根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定下一步的規(guī)劃?!?/p>

  先勘察清楚再行動(dòng)

  人類應(yīng)該如何對(duì)月球資源進(jìn)行收集、提取和利用呢?這些活動(dòng)又該何時(shí)進(jìn)行呢?

  美國(guó)科羅拉多礦業(yè)大學(xué)太空資源中心主管安吉爾·阿布杜-馬德里說(shuō):“月球資源探測(cè)本來(lái)應(yīng)該基于數(shù)個(gè)世紀(jì)以來(lái)人類對(duì)地球資源的開(kāi)采方法。在地球上,發(fā)現(xiàn)資源后,很快就會(huì)進(jìn)行鉆孔、挖掘以及處理等操作,最終使這些資源的利用成為可能。”

  他說(shuō):“但月球與地球不同,在月球上,應(yīng)該通過(guò)遙感技術(shù)進(jìn)行足夠詳細(xì)的勘察工作,鑒別有價(jià)值資源(比如氧氣和氫氣)的所在位置,然后基于這些發(fā)現(xiàn)以及必要的技術(shù)模型,在地球上的模擬地點(diǎn)對(duì)收集和開(kāi)采工作進(jìn)行測(cè)試?!?/p>

  阿布杜-馬德里舉例說(shuō),NASA旨在于2018年發(fā)射的“資源探測(cè)者號(hào)”宇宙飛船就將鑒定月球資源開(kāi)采的可行性;另外,還有其他幾項(xiàng)由私人航天公司主導(dǎo)的宇宙探測(cè)任務(wù)也在進(jìn)行類似的程序。這樣的研究會(huì)為將現(xiàn)有資源利用和未來(lái)探測(cè)計(jì)劃很好地整合在一起鋪平道路。

  他由此得出結(jié)論:“現(xiàn)在到了我們開(kāi)始在月球表面證明這些系統(tǒng)的時(shí)候了?!?/p>

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