我國(guó)正式宣布太空采礦，眼前這3個(gè)問題很關(guān)鍵！

據(jù)央視新聞消息，1月29日，中國(guó)航天科技集團(tuán)表示，“十五五”時(shí)期，將謀劃推動(dòng)太空旅游、太空數(shù)智基礎(chǔ)設(shè)施、太空資源開發(fā)、太空交通管理等新領(lǐng)域發(fā)展，并計(jì)劃開展“天工開物”重大專項(xiàng)論證，標(biāo)志著我國(guó)正式宣布太空采礦。

太空采礦，這個(gè)曾經(jīng)遙不可及的科幻概念，要實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)，必須搞清眼前三個(gè)核心問題：目標(biāo)在哪？怎么開采？如何冶煉？

一、目標(biāo)在哪？

綜合來看，月球和近地小行星是當(dāng)前最具潛力的兩大目標(biāo)。月球上蘊(yùn)藏著兩種關(guān)鍵資源，一是可控核聚變的理想燃料——氦-3，其在月壤中儲(chǔ)量豐富，據(jù)估計(jì)超過百萬(wàn)噸，是地球儲(chǔ)量的上億倍；二是廣泛分布的克里普巖，富含釷和稀土元素。這些資源對(duì)于未來的清潔能源和高端制造業(yè)至關(guān)重要。

與此同時(shí)，近地小行星因其資源集中、開發(fā)潛力大且技術(shù)門檻相對(duì)較低。在火星與木星軌道之間的小行星帶中，許多小天體富含鐵、鎳、鈷、鉑族金屬以及水冰。

例如，一顆直徑僅1公里的小行星就可能蘊(yùn)含約1億噸鉑，潛在價(jià)值驚人。像靈神星這樣的金屬小行星，其金屬含量甚至高達(dá)82.5%，且大多暴露于表面，開采價(jià)值極高。

我國(guó)提出的“天工開物”計(jì)劃，正是以構(gòu)建覆蓋全太陽(yáng)系的資源開發(fā)體系為長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，規(guī)劃了從地月空間逐步擴(kuò)展到火星、主帶小行星的路線圖。

二、怎么開采？

確定了資源目標(biāo)，接下來便是如何開采。在微重力、極端輻射的太空環(huán)境中，傳統(tǒng)采礦設(shè)備完全失效，自主化、智能化的機(jī)器人成為必然選擇。2025年，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)劉新華教授團(tuán)隊(duì)研制的我國(guó)首臺(tái)多功能太空采礦機(jī)器人通過了專利初審，標(biāo)志著在這一關(guān)鍵技術(shù)上取得了重要突破。

這款被稱為“星際礦工”的機(jī)器人，就是為了攻克微重力環(huán)境下的作業(yè)難題。它采用了創(chuàng)新的六足混合運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)合了三個(gè)輪足和三個(gè)仿生爪足。這種設(shè)計(jì)模擬了昆蟲的爪刺結(jié)構(gòu)，能有效增強(qiáng)在低引力天體表面的附著力，防止設(shè)備因反作用力而漂移失控。

機(jī)器人集移動(dòng)、錨固、鉆探和采樣功能于一體，能夠適應(yīng)月球和小行星的復(fù)雜地形。研發(fā)團(tuán)隊(duì)已通過模擬近地小行星環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，驗(yàn)證了其技術(shù)可行性。

未來，太空采礦裝備將向全自主的“太空工廠”方向發(fā)展，具備自修復(fù)與跨天體適應(yīng)性，甚至可能通過腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)人機(jī)深度融合。

三、如何冶煉？

將礦石開采出來只是第一步，更關(guān)鍵的挑戰(zhàn)在于如何在太空環(huán)境下進(jìn)行高效冶煉和加工，實(shí)現(xiàn)資源的原位利用，因?yàn)閺牡厍蜻\(yùn)輸冶煉設(shè)備的成本極高。

令人振奮的是，中國(guó)在這一前沿領(lǐng)域已取得世界級(jí)突破。在中國(guó)空間站的天和核心艙內(nèi)，一臺(tái)“無容器材料實(shí)驗(yàn)柜”扮演了現(xiàn)實(shí)版“太空煉丹爐”的角色。它利用空間站的微重力環(huán)境，使材料在靜電場(chǎng)中懸浮，徹底擺脫容器接觸，從而實(shí)現(xiàn)高度純凈的冶煉。

2025年，這臺(tái)設(shè)備成功將熔點(diǎn)極高的鎢合金加熱至3100℃以上，刷新了空間材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)的溫度紀(jì)錄。這項(xiàng)“太空煉金術(shù)”的核心技術(shù)——微重力下的材料操控、超高溫精準(zhǔn)加熱、無容器純凈冶煉——正是未來太空冶煉廠的基礎(chǔ)。

此外，還有剛剛交付的國(guó)產(chǎn)太空金屬3D打印機(jī)。近日，由中科宇航力鴻一號(hào)遙一飛行器搭載的微重力金屬增材制造（3D打印）科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷，在完成其歷史性太空之旅后，正式交付中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所。

在微重力環(huán)境下，我國(guó)完成了太空金屬3D打印的首次實(shí)驗(yàn)，成功制備出完整的金屬零部件。

可以預(yù)見，未來在月球基地旁，將建立起小型冶煉站。采礦機(jī)器人采集的月壤或小行星礦石，將被送入冶煉和3D打印的設(shè)備中。在微重力下，金屬成分被激光熔融，通過懸浮實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)分離，最終冷卻成高強(qiáng)度的合金材料，直接用于建造基地或制造新設(shè)備，真正實(shí)現(xiàn)“就地取材”。

盡管太空采礦前景廣闊，但仍是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)工程，處于研究的初級(jí)階段。除了開采與冶煉技術(shù)，它還面臨著深空通信、可持續(xù)能源供應(yīng)（如小型核反應(yīng)堆）、以及將資源低成本運(yùn)回地球或轉(zhuǎn)運(yùn)至其他天體的物流難題。

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