2017年英國物理學家霍金的這句預言：“在未來100年內，人類為生存必須離開地球，去太空尋求新的家園。”，或許將成為現實。

石油、天然氣及煤炭是世界能源供給及消費3個支柱，共佔一次能源消費的85%以上，根據2019年《世界能源統計年鑑》顯示，3種能源儲量分別僅夠維持50年、50。9年及132年的全球消費。同時，據聯合國人口基金會預測，全球每年增加人口數量將保持在8600萬以上，到2050年世界人口將達到98億，能源需求量日益增加。為了破解地球礦產資源枯竭的瓶頸與人類共同體可持續發展難題，開發與利用豐富的太空資源勢在必行，太空採礦應運而生。

此前，美國發布了一份名為《太空資源開發和使用的國際支援保障》的檔案，為將來美國進入太空，尤其是前往月球和小行星開採太空資源正式確立了政策。雖然這一檔案引發了無數爭議，但不可否認的是，外太空的資源開採是極具誘惑力的。

據瞭解，小行星上擁有豐富的碳、硫、氮、氫，開採後能夠為人類提供豐富的原材料和燃料。此外，一些地球上比較稀缺的資源如鉑系金屬、鈀金屬等，在外太空也有大量分佈。那麼，如果地球遇到礦產資源瓶頸，太空能順利成為人類的資源補給站嗎？人類想要進行太空採礦，還需要克服哪些障礙？近日，中國礦業大學特聘教授張克非在分享科研進展時，對這些問題進行了解答。

近地小行星目前最適宜開採

近地小行星，指的是那些軌道與地球軌道相交的小行星。此前，據外媒表示，美國國家航空航天局（NASA）跟蹤著大約16700個近地小行星。

這些小行星上的水、矽、鎳、鐵都是開發重點。水分解成氫和氧後，可以作為動力燃料填充飛行器，清潔且成本較低；矽可用於發展太陽能系統；鎳和鐵則是太空製造業的潛在資源。據張克非介紹，小行星按照光譜特徵可分為C類（碳質）小行星、S類（矽質）小行星、M類（金屬質）小行星等。其中C類和M類小行星被認為含有巨大的礦產資源和經濟價值，可以為人類所利用。

具體來講，C類小行星富含碳、氫、氧、氮等元素，能夠為深空探測提供燃料，作為太空探索的補給站；M類小行星主要由鐵、鎳構成，有些小行星中鉑系金屬元素含量很豐富，例如鉑、鈷、銠、銥、鋨等珍稀金屬。

張克非表示，太空資源開採的目標集中在小行星，是綜合多方面因素的考量。

“考慮到現代科學技術、資源開採價值、地球安全性等原因，現階段最適宜開採的目標是近地小行星，且已有的研究證明，有將近1500多顆小行星具有非常高的可採性和開採價值。”他說，開採近地小行星上的礦產資源，還有可能降低部分小行星撞擊地球的風險。

太空採礦還需克服多個障礙

麻省理工學院曾發表文章估計，在地球上新開發一座稀土金屬礦約需10億美金。相比較而言，在不遠的將來把一顆體積較小的小行星帶回地球，需要的成本不相上下。不過，在遙遠的太空，想做一名好“礦工”，除了成本之外，待解決的問題還有一籮筐。

“太空採礦首先需要克服低/微重力下的低反作用力，要保證裝置能夠在風化塵土上實現完全自主智慧執行。另外，採礦過程中還要克服亞表層岩石的障礙，要能解決裝置長期夜間工作與能源儲存等問題。”張克非表示。

此外，張克非還強調，地球與太空的通訊問題也存在很大挑戰，如果在太空採礦時發生問題，不能及時傳送資訊到地面做出判斷，可能會造成無法估量的損失。要解決這些問題，空間資訊科技是關鍵技術之一。據瞭解，目前，科研人員正在就太空導航定位與資訊感知、太空採礦智慧裝備等問題進行研究。

“人類在地球的活動，特別是大型工程專案，測繪是先鋒。在月球和火星探測方面同樣如此，我們首先要建立基準，然後才能指導勘察、採礦、機械操作。”張克非介紹，要早日實現太空採礦，還需要開展太空導航定位與資訊感知、太空採礦智慧裝備、太空資源勘探與採選、太空資源空間安全以及太空資源綜合利用等方面研究，突破不同重力環境下的空間環境監測、太空資源的利用途徑、太空資源就地加工與原位利用、太空資源快速運輸等一系列技術難題，這樣才有望為太空採礦工作提供有力保障。