想成为万亿富翁吗?去小行星采矿吧! | Physics World 专栏-资讯-知识分子

想成为万亿富翁吗?去小行星采矿吧! | Physics World 专栏

2018/07/09
导读
「我现在就敢说,第一个万亿富翁将在太空里产生。」

对小行星财富的追逐已经开始了:数家私人公司正在争取投资,试图成为第一批太空矿工。Andrew Glester在文章中对如何利用小行星赚钱进行了深入探讨。

yii\base\ErrorException

Error

PHP Core Warningyii\base\ErrorException

PHP Startup: Unable to load dynamic library '/usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll' - /usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll: cannot open shared object file: No such file or directory

$_POST = [
    'src' => 'https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/RxOEq977OfEHXkbvPdlNULfhLekjHKc5BC2hSib1fq1rkwdGLLgyyQLxTxfQgAuXHFxrwsTdl8tiah6j9jCLLVyQ/640?wx_fmt=png',
    'count' => '0',
];
" data-type="png" data-w="1280" style="width: 100%;height: auto;" />

撰文 | Andrew Glester

翻译 | 王佳琪

校译 | 金庄维

编辑 | 蒋海宇 金庄维


 “我现在就敢说,第一个万亿富翁将在太空里产生。” 在签署了一项增加NASA 2018年预算的法案后,德克萨斯州参议员Ted Cruz这样说到。


对于不了解情况的人,这句话听起来很厉害。了解太空探索的人可能不会这么容易上当。如果我们仔细琢磨,Cruz的言论其实也没有那么新颖。


为了鼓励科技发展,Peter Diamandis创立了X竞赛奖。他在2008年就做出了同样的预测,并在2015年的著作《创业无畏》(Bold)中深入讨论了这个话题。他和美国天体物理学家、电视主持人Neil DeGrasse Tyson都认为,那些万亿富翁将通过在小行星上采矿来实现从太空获取财富。


小行星采矿项目已经在进行中。2012年,Diamandis和Chris Lewicki等人在华盛顿创立了第一个小行星公司“行星资源”(Planetary Resources)。不到一年,Rick Tumlinson和Stephen Cover等人又创立了美国公司“深空产业”(Deep Space Industries)。此后,数家同类公司相继成立。虽然有些公司对待这个事业不如其他几家来得认真,但太空财富之争已然开始。


尽管存在这样的公司和Cruz的声明,美国总统特朗普在2018年的NASA预算中还是砍掉了“小行星重定向计划”(ARM)的部分。该任务计划将一颗小行星引入环地球轨道,用以研究和开采,这比研究、开采小行星带中的小行星要容易得多。美国航空航天局(NASA)的一位发言人告诉我,ARM团队正在努力确保该任务到目前为止所积累的关键知识得以保存,但是NASA的退出已经让开采小行星的那些人失去了宝贵的学习途径,并将这个项目牢牢限定在了私人太空项目领域。


尽管如此,高盛投资银行(Goldman Sachs)向客户作出了保证,投资小行星采矿的公司一定会有财务收益。该组织在去年发表的一份报告中表示,“开采小行星的心理屏障很高,但实际的金融和技术壁垒要低得多。”加州理工学院(Caltech)的一项研究显示,小行星采矿的成本约为26亿美元,与美国航空航天局之前的 “小行星重定向计划” 的估算成本可能相差不大。这听起来数额巨大,但在地球上建设一个相当的稀土金属矿山的成本就高达10亿美元。不仅如此,一个足球场大小的小行星就能包含价值高达500亿美元的铂


仿真太空岩石。在美国航空航天局戈达德太空飞行中心,一个机器人的捕获模块系统的原型机,正在用一块仿真岩石进行测试。(图源:NASA)


开采这样一颗小行星,面临巨大的潜在挑战是怎样让它穿过大气层回到地球,同时又不摧毁地球?如果不能把它带回地球,那么能把它卖给谁?即使能把它带到地球上,突然出现的大量铂金又会使其变得不再珍贵。普通金属不像稀有金属那样昂贵,为这些金属开采一颗小行星真的值得吗?


金属vs水资源

科学家们一直以来利用地面望远镜和太空任务研究小行星——例如美国航空航天局的“伽利略号”和“曙光号”飞船。通过这些方式,他们收集到了小行星的近距离图像和相关数据。最重要的数据也许来自日本的“隼鸟号(Hayabusa)” ,它在2010年成为第一个登陆小行星并成功带回样本的航天器。这些研究发现了两种令开采者感兴趣的小行星。


第一种是含无球粒陨石的小行星。无球粒陨石富含铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱和铂)。通常,这些贵金属在行星形成时,便被吸引到行星的核心处——地球上的贵金属就早已沉入地核。然而,在混乱的早期太阳系中,一些正在形成的行星在碰撞中变成碎片,成为含无球粒陨石的小行星。这些“无主宝藏”如今有待被太空采矿公司发掘。


另一种是球粒陨星。它们富含水分,也许能获得更直接的利用。水资源对宇航员而言至关重要,不仅可以饮用、润湿食物,还是非常有效的辐射屏障。因此,今天的太空企业家,如Elon Musk(SpaceX公司的创始人)和Jeff Bezos(“蓝色起源”公司的创始人)承诺的月球基地和酒店的建设,也会需要非常宝贵的水资源。


但是水很重,把地球上的水资源运到大气层外非常昂贵:将一瓶水送入太空的成本是9000美元到43000美元。这就是为什么国际空间站会回收利用所有水资源。然而,哈勃望远镜拍摄到的谷神星(Ceres)照片显示,这颗已知最大的小行星拥有的水资源比地球更丰富。稍小一些的小行星同样拥有大量水资源。而一种被称为“光学采矿”的技术可以利用太阳的热量,将水从陨石中提取出来。


此外,水的组成元素还可以用作火箭燃料。小行星矿商已经计划将陨石的水分解成氢和氧,将它们分别用作燃料和氧化剂。他们希望在近地轨道和小行星带中设置燃料站,这样宇宙飞船就能在前往太阳系外层行星的途中补充燃料。现代火箭大约90%的重量都来自燃料,如果可以在地球外加油,火箭升空时携带的燃料就可以减少,从而降低太空飞行的成本。


我们能走多远

那么,有多少小行星是潜在的开采点呢? 哈佛大学天体物理学家Martin Elvis对小行星采矿颇感兴趣,他在2013年建立了一个方程,用于估算以我们现有的技术,有望开采的小行星数量。


这个方程考虑了很多因素:目前飞船所及范围之内的小行星总数量,小行星值得开采的几率,开采是否可行,以及开采能否获利等。Elvis在2013年第一次使用这个方程进行计算,他当时估计,在我们的能力范围内,大概有10个富含金属的小行星,以及18个富含水资源的小行星。


随着SpaceX公司开发的火箭越来越强大,我们可以进入更深远的太空,小行星采矿的可能性也越大。媒体最近报道称,Elvis认为2018年2月6日成功发射的猎鹰重型火箭,已经打开了探索小行星世界的大门。但他告诉我,这曲解了他的本意。


“我最近在德克萨斯州的一次会议上发表了评论,但媒体漏掉了评论中的 ‘可能’二字。其实,我这次还没有进行计算。在此之前,我们需要更多的数据。不过,我有个大胆的猜测:有了这些新的重型火箭,有望开采的小行星数量将增加10倍。


Elvis说的不只是猎鹰重型火箭。在他的下一次计算中,“蓝色起源”的新格伦(New Glen)火箭,甚至下一步的新阿姆斯特朗火箭(New Armstrong),也会被纳入考虑范围。


然而,尽管SpaceX的火箭让小行星矿业公司充满希望:他们终有一日能为采矿者提供燃料和原材料,但Musk似乎并不相信这一点。实际上,他在2003年表示,小行星采矿是个「骗局」。到目前为止,他至少还没在公开场合改变过这个观点。


天体物理学家Amara Graps的态度则比较乐观。她组织两年一次的小行星科学与太空矿业工程会议(ASIME),并创立了由拉脱维亚倡议的「巴尔的海太空计划」(Baltics in Space)。Graps表示:“Musk会想通的。他是个聪明人,他周围也都是聪明人。可惜我不知道怎么联系他,说服他接受这个新理念。”


今年4月在卢森堡举行的ASIME会议上,参会代表中有一半来自小行星采矿公司,其余的则是小行星科学家。Graps相信,科学家和商界人士间的交流非常必要。小行星科学家能为这些公司提供科学支持,处理一些难以解决的小行星科学问题。


有财富,才能致富

除了科学问题,小行星公司还普遍面临一个重要的现金流问题:在开采太空中的巨大财富之前,他们首先需要稳定的资助者,把采矿者送入太空。所以Graps认为交流非常关键。 “每个人都面临自己的困境,”她说,“交流可以帮助彼此分享信息,更高效地利用各自的资源走出困境。”


采矿公司在到达小行星之前,都必须利用其他收入来填补财务缺口。因此,他们的商业模式,目前还是和地球紧密相连。以“行星资源”公司为例,他们现在利用专业知识在地球上采矿,但在资金上仍然依赖富有的银行家:由于去年的融资目标没有达成,公司不得不进行裁员。小行星采矿公司需要让潜在的投资者相信,太空中有数不清的财富,而且它们能被成功开采。


不过,总部位于英国的“小行星采矿公司(Asteroid Mining Corporation)”的首席执行官 Mitch Hunter-Scullion ,并没有把富有的投资者当成唯一的资金来源。他采取了不同的策略——利用众筹进行第一个小行星探矿任务。他希望能在2020年将卫星发射到太空。 “我们将从印度发射小行星探矿卫星1号(APS-1),因为那里的发射成本,要比其他地方低很多。” 他说,“我们的目标是通过众筹融资260万英镑。在太空领域,这些钱不算太多。”也许这是真的,但260万英镑仍然需要公众的大力支持,因为对许多人来说,这个计划还只是个遥远的梦想。如果能够筹集到这笔资金,他接下来还打算出售已有的数据,以获得更多收入。


公众的兴趣也许会在不久后大幅提升。虽然美国航空航天局的“小行星重定向任务”已经被取消,但在特朗普上台之前,OSIRIS-Rex探测器已于2016年9月离开地球。该探测器计划对101955号小行星Bennu进行取样并返回地球:预计将于今年12月到达Bennu,并于2023年返回地球。小行星采矿公司将密切关注它的行踪,就像当年关注Rosetta(罗塞塔号)在67P/Churyumov–Gerasimenko彗星上着陆一样。不过,Rosetta当时不并顺利,它在彗星表面翻滚了好久。(校注:2014年11月12日,罗塞塔号释放出菲莱号着陆器,成为首个在彗星上实现软着陆的探测器。但是,遗憾的是,事态并未完全按计划发展:菲莱号的鱼叉系统在首次触地的时候并未起效,使其翻滚了两个小时才最终安定在一个昏暗的裂缝里。——国家地理中文网)


“我们非常了解这颗彗星的构成,但那次着陆还是出乎意料,” Graps告诉我,“在登陆小行星进行开采之前,我们还需要进行更多科学研究。你肯定不希望探测器被弹飞。”


Graps认为,很多小行星采矿公司在开始时便偏离了正轨。她说: “我认为他们把时间浪费在了富含金属的小行星上。” “行星资源”公司拥有同样的观点,所以他们将富铂小行星放在了第二批目标名单中。他们相信,将球粒陨星作为首批开采目标是更好的选择,因为这些富含水分的小行星在不久的将来,就能创造资金流:一旦开采到水资源,就能建设分布在近地轨道、月球,还有通往深空途中的火箭燃料站。


不过,能否从中获取巨额利润就是另一回事了。采矿者可以利用太阳的热量提取小行星中的水分,但还得想办法阻止这些水资源升华到太空中。实现这些新技术可不便宜。此外,要想让公司的收入源源不断,飞船还需频繁地来往于太空中。正如Elvis所说:“在太空中,没人听你推销。

yii\base\ErrorException

Error

PHP Core Warningyii\base\ErrorException

PHP Startup: Unable to load dynamic library '/usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll' - /usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll: cannot open shared object file: No such file or directory

$_POST = [
    'src' => 'https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/RxOEq977OfEHXkbvPdlNULfhLekjHKc570UYiagwILC1UKxYjmmDf9EfJsAzsibzXS0fLwUE8HAhIFh8Ylibjmzdw/640?wx_fmt=png',
    'count' => '2',
];
" data-type="png" data-w="1038" style="width: 100%;height: auto;" />

水存在之谜。小行星“谷神星”(Ceres)。图为NASA“黎明号”(Dawn)宇宙飞船测得的谷神星氢浓度分布,蓝色表示氢含量较高的区域。探测到的氢被认为是以水的形式存在的。(图源:NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI)


如何成为万亿富翁

从法律上讲,没有人能占有一颗小行星。但2015年颁布的《美国太空法案》(US Space Act),允许企业将从太空中开采获得的矿产据为己有。卢森堡去年也通过了类似的法案。Hunter-Scullion透露,他正在游说英国政府进行效仿。而Graps希望拉脱维亚也能加入这些国家的行列。实际上,立法批准太空采矿的国家,最有可能赢得宇宙中最赚钱的生意。不过,就算小行星采矿公司在太空中赚得盆满钵满,在可预见的将来,这些钱还是会花在地球上。


有些富豪和聪明人宣称,他们会因小行星采矿成为万亿富翁。但我觉得更普遍的情况是:小行星坠海造成大海啸,大量开采导致金属铂大幅贬值。我认为,将开采得到的金属、陨石和水资源用于太空,可能更加切合实际。而投资者们赌的是,人类能否尽快实现小行星采矿,让他们发家致富。比如Elvis坚信,小行星采矿在我们的有生之年就能实现。他还给我提了个成为万亿富翁的小建议:“其实很简单。从十亿启动资金开始就行。”

作者简介:

Andrew Glester 是《物理世界》播客和《宇宙棚》播客的主持人。这两档节目尝试用新的方式结合科学研究和故事叙述。同时,Andrew还是太空大学网络(Space Universities Network)的协调人 @astrondrew


文章头图及封面图片来源:Detlev van Ravenswaay/Science Photo Library

动图来源:giphy.com

版权声明:

原文标题“The asteroid trillionaires",首发于2018年6月出版的Physics World。英国物理学会出版社授权《知识分子》翻译,《赛先生》发表。中文内容仅供参考,一切内容以英文原版为准。未经授权的翻译是侵权行为,版权方将保留追究法律责任的权利。


登陆Physics World,关注日常全球科学新闻、热点报道和评论。Physics World帮助学界与产业界的研究人员走在世界重大科研突破与跨学科研究的前沿。)

yii\base\ErrorException

Error

PHP Core Warningyii\base\ErrorException

PHP Startup: Unable to load dynamic library '/usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll' - /usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll: cannot open shared object file: No such file or directory

$_POST = [
    'src' => 'https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/RxOEq977OfGjnSo88ewZfeMKlaqgbjBiacvboP8n8K2iaTlsOGehiaR75Hy4UnVUqWCRiadASBSd9M9dwZlKVxnNFQ/640?wx_fmt=png',
    'count' => '4',
];
" data-copyright="0" data-cropselx1="0" data-cropselx2="558" data-cropsely1="0" data-cropsely2="243" data-ratio="0.43520309477756286" data-s="300,640" src="http://pic.zhishifenzi.com/ yii\base\ErrorException
Error

PHP Core Warningyii\base\ErrorException

PHP Startup: Unable to load dynamic library '/usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll' - /usr/lib/php/20151012/php_mysqli.dll: cannot open shared object file: No such file or directory

$_POST = [
    'src' => 'https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/RxOEq977OfGjnSo88ewZfeMKlaqgbjBiacvboP8n8K2iaTlsOGehiaR75Hy4UnVUqWCRiadASBSd9M9dwZlKVxnNFQ/640?wx_fmt=png',
    'count' => '4',
];
" data-type="png" data-w="1034" style="width: 100%;height: auto;box-sizing: border-box !important;word-wrap: break-word !important;visibility: visible !important;" />

赛先生

启蒙·探索·创造

如果你拥有一颗好奇心

如果你渴求知识

如果你相信世界是可以理解的

欢迎关注我们

投稿、授权等请联系

saixiansheng@zhishifenzi.com

参与讨论
0 条评论
评论
暂无评论内容
订阅Newsletter

我们会定期将电子期刊发送到您的邮箱

GO