到太空去采矿

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  宇宙中的许多小天体含有比地球丰富得多的矿藏。据天体物理学家研究,距地球较近的“阿波罗”小天体,约有直径100米左右的小行星1000~2000颗。它们当中有一些几乎是纯金属球,除铁外,还有丰富的镍、钴、铬、锰、铝、金、铂等。1986年发现的一颗编号为1986DA的小行星,直径不足2公里,却贮藏有1万吨黄金、10万吨铂、10亿吨镍、100亿吨铁!这是多么丰富的金属矿藏,像这样的小天体在宇宙中有很多!所以,科学家们想到宇宙去开矿,以解决地球资源的不足。
  到宇宙开矿,说起来像科学幻想,但随着空间技术的不断进步,总有一天会变成现实。科学家们设想出两种方法:一种是在小天体上直接开采,然后用宇宙飞船或“天梯”将矿石源源不断地送至地球,这种方法必须要在月球建造中继站,通过月球的仓库,实现矿藏的贮存和运输;二是用人为的力量将较小的天体改变运行轨道,然后以极小的速度降落到地球指定的地点。科学家们认为,让小天体改变轨道并不难,宇航员甚至可以用绳索将小行星捆绑,用飞船将它拖离轨道。难的是如何克服小行星降落时的加速度,让它平安地降落,避免殒石撞击地球的灾难。目前,科学家们认为较为可行的是第一种方案。科学家们设想,可以用运载火箭或飞船先将一套重约60吨的自动化机器送上月球。这在技术上还是可行的,因为人类火箭已成功运载过90吨的太空实验室,发送60吨的机器可以说是小菜一碟。这套自动化机器,有一只小型号的电磁采矿机,它能自动采集月球表面的稀土,将它加工提炼成硅,机器人将这些硅装配成一组组太阳能电池,作为月球工作站的启动能源。智能机器人将电源接入自动化生产的工作母机,工作母机按指令生产出一代又一代的采矿机和太阳能电池,月球站就有了足够的能源和动力。这时,工作母机启动其他程序,生产各种建筑材料,机器人按要求建造仓库、道路和各种运输设备。一个个宇宙矿产中继站在月球上建成了,它们有不同的分工,有的负责贮运铁,有的贮运铝,还有的贮运金和其他贵金属。
  在小行星采到的矿石,运到月球仓库,再转运到地球,用飞船或航天飞机当然是可行的,但是成本太高,每千克要花费2000美元。用这种方法运金或铂也许还行,如运其他金属就不合算了。因此,有科学家提出了一种新式的“天梯管道运输法”。大家知道有一种同步卫星,它环绕地球时,旋转的角速度与地球自转的速度是一样的,看上去就像悬在空中不动似的。如果从同步卫星上用一根绳索和地球上一点对接,然后用航天飞机运送机械设备和装置,沿绳索装配出一个巨大的管道,管道中装上电梯,让卫星和地面联接起来。来自月球、小天体的矿藏、人员、设备,就可以在管道中来来往往。科学家们认为,这种运输天梯能用月球或卫星太阳能电站电力作运转动力,成本很低,运输量大,只要机器不出故障,可以不间断地运来运去。但是,从同步卫星到地面有几万公里的距离,有什么材料能经得住狂风暴雨的袭击?月球的自转速度与地球不同,从月球到同步卫星的管道怎样设计,才能同卫星到地球的管道相协调?这也是一大难题呀!因此,运输天梯的设想似乎是不可行的。
  正当科学家们为矿石从宇宙运向地球的难题苦恼时,有一位科学家提出了电磁通道的设想。向空间轨道发射足够多的电磁环,利用电磁环的相互感应原理,叠成一个超长的空心管道。再用一根导线穿过管中央,让其首尾连接,形成回路。通电后导线的磁场的推力,将足以维持空心管的中空姿态。在磁通道中装上电梯,就能进行矿石的空间运输。很多人认为,磁通道的设想比直接建管道要现实得多,但是,用什么材料做环,怎样发射,会不会带来环境问题和空间通信的干扰,投资如何解决等等,都需要进行可行性研究,没有几十年的努力,是不能见到结果的。
  还有不少科学家对天梯的两种设想都持怀疑和否决的态度,认为都不切实际。到目前为止,人类开发月球和火星的计划还在探索之中,所有的设想还只是纸上谈兵,只有空间发射器、飞船和太空仓已成为现实。最可靠的空间运输技术,还是使用飞船,空间科学家的任务是如何大幅度降低飞船的运营成本,使宇宙采矿有利可图。
  飞向太空,移民太空,开发利用宇宙的能源和矿藏,是人类的共同理想。困难肯定是不少的,但经过努力目标一定能实现,在这方面科学家们充满信心。人类对客观世界的认识是不断深入的,在宇宙探索上也是一样。两千年以前,人们只知道月亮上有嫦娥,有月宫,有吴刚和玉兔。两千年以后,人类却登上了月球且准备开发月球。在数十或数百年之后,空间技术将有突飞猛进的发展,使用太空矿藏产品,在将来会是一件十分平常的事。
  (编辑 孙世奇)
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