原标题:去太空挖矿?至少再等20年
电影《阿凡达》中的地球“拆迁队”,地球人来此开采该星球的矿产。
北京时间7月20日清晨,一颗直径约为500米的小行星飞掠地球。小行星的到来引起大家的关注,并不是因为它将带来什么灾难,而是有科学家估计这颗编号2011UW-158的小行星含有1亿吨白金,总价值高达5.4万亿美元(约33万亿元人民币)。这颗小行星是否真的价值连城?小行星采矿计划又是否可行呢?
贵金属行星
行星白金含量仍缺乏足够证据
据估计,这颗白金小行星飞掠地球时,与地球最近距为240万公里。它下次以这么近的距离飞过地球附近将是2108年。在天文学上,这种近距离接触几乎可称为“擦肩而过”了。
事实上,几乎每周都有类似的近地小行星近距离飞掠地球,这颗编号为2011 UW-158的小行星之所以会引起关注,是因为有科学家估计它的核心含有一亿吨白金,总价值高达5.4万亿美元。不过,消息一经刊出,立即就有天文学家、科普作家的质疑。
紫金山天文台科普部主任张炀对新京报记者表示,目前已发现的小行星可分为三类,一类是碳质小行星,一类是硅质小行星,还有一类是金属质小行星。其中,碳质和金属质小行星被认为可以为人类所用,提供巨大的资源、经济价值。碳质小行星富含氢、碳、氧、氮等元素,能够为太空探索提供燃料。而金属质小行星则主要由铁、镍构成,有些小行星中铂系金属元素含量也很丰富,比如铂、钴、铑、铱、锇等珍稀金属。显然,这颗白金小行星是属于铂系金属含量丰富的一类。但是,“白金”小行星实际并非一般人所认为的整颗小行星上都是做首饰常用的白金,而是指这颗小行星上富含铂系元素,比如铂、钴、铑、铱、锇等珍稀金属。
张炀分析道,目前所有的有关白金小行星的报道中并未提供可信的证明这颗小行星的白金密度的数据。要证实一颗小行星上的金属含量,必须通过深空探测或取样分析,而我们目前并未就这颗小行星做过深空探测或取样分析。张炀进一步指出,即使做了上述工作,我们得知的金属密度也是这颗小行星上地表的金属含量,而不是其核心的金属含量。因此,这颗白金小行星是否的确如相关报道中所称,在其核心含有1亿吨白金,仍然缺乏足够证据。
此前曾有同样铂系金属丰富的太空陨石掉落在地球上,而天文学家对这些陨石样本的研究表明,这些陨石中,平均每一吨重的陨石样本中,白金含量只有30.9克。
开采难度
登陆开采和捕捉行星哪个更难?
假如这颗小行星上的确含有1亿吨的白金?人类该如何开采呢?
简单来说,人类要开采小行星上的富矿,有两种方式。一种是如一些科幻电影中所展示的,人类登陆行星,在小行星上直接开采;还有一种就是将小行星整个捕获,再借助太阳能推进器,将小行星拖拽至近月轨道,其后再进行开采。
但无论哪种情况,其耗费的时间、经济成本都相当巨大。根据NASA(美国国家航空航天局)的一项相关研究结果估算,从小行星将60克材料运回地球的花费大约在10亿美元。张炀分析指出,如果说要进行小行星矿藏开采,那必然是指具有工业规模的开采,不可能像采样研究那样,带回几十克就可以。因此,要将1亿吨白金运回地球,其成本甚至已经超过了白金的价值总额。此外,人类目前的科技只试验过从月球等星球表面采集样本,但在登陆小行星进行深挖开采方面还没有先例。张炀认为,以人类目前的科技水平,去开采小行星几乎不可能做到。
如果登陆行星开采矿藏的成本太大,直接将小行星捕获是否可行呢?NASA在今年3月25日曾公布过捕捉小行星计划的项目细节,计划2019年选定一颗小行星为目标,在2020年12月发射一艘太阳能无人太空飞船,实施捕捉行动。但是,目前这一项目仍然处于规划、准备阶段,人类此前也没有实施捕捉行星成功的经验。
NASA同时也指出,如果采用整体捕获的方式,将小行星整个套入一个巨大的网格中,再拖拽至近月轨道,此计划存在一些难以克服的困难。首先,要选出一个适合套入袋中整体捕获的小行星,则它的大小、重量、环境条件都必须有严格要求,要找出符合要求的小行星极为困难;其次,处于自转中的小行星状态极不稳定,很容易失去控制。
来自星星的矿藏
陨石矿物“送上门” 开采未成规模
对于广阔太空中的行星矿藏,人类目前还无法实施开采。自然,对于“送上门”来的陨石,人类自然不会放过。不管是用于科研、收藏还是工业开采,人类对陨石都充满了兴致。目前,全世界已经收集到的陨石样品大约有4万块,发现的陨石矿物有140种,其中大部分矿物质在地球上也有,只有39种矿物是地球上没有的。陨石中含量最多的矿物质元素为硅酸盐、铁、镍、硫等。
不过,这些陨石大多用于科学研究,体积足够大,能够进行工业化大规模开采的陨石并不多。北京天文馆馆长朱进表示,陨石作为科学研究的样本,其价值应体现在科研方面,不像黄金和玉石可以作装饰品用,收藏价值和商业用途都显得怪异。
2012年英国媒体报道,俄罗斯方面宣布在上世纪70年代发现了位于西伯利亚东部地区的一个名为“珀匹盖”(Popigai)的富含钻石的陨石坑,是少数可用于工业规模开采的陨石样本之一。该陨石坑直径超过100公里,在这个广阔的陨石坑内,储藏有约超过1万亿克拉的钻石,是全球其他地区钻石储量之和的十倍,能满足全球宝石市场3000年的需求。
据外媒报道,俄罗斯一直隐瞒这个发现,是为防止钻石价格被压垮,从而损害俄罗斯的钻石产业利益。不过随后科学家们“辟谣”称,这个陨石坑内的钻石主要为工业用钻级别,还达不到首饰行业所使用的钻石标准。它们属于钻石的同素异形体,是类金刚石。这类钻石的应用主要在工业领域,如制造精密镜头、高硬度切割工具、半导体、航天、航空工业等。
除应用于工业制造领域,陨石还有一个重要的价值就是用于收藏。目前,陨石收藏领域可以说是个热门产业,许多陨石的价格可以比肩黄金,有的甚至比黄金等重金属还要昂贵。国际上最贵的陨石是月球和火星陨石,约1000美元一克。而便宜的沙漠陨石价格也就20-40元左右一克。
在国内外的购物网站,输入“陨石”,甚至会有万余条相关商品记录出售陨石,价格便宜的小块陨石做成的项链等饰品价格在几百元,而价格贵的则有几十万,上百万甚至上千万的。