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突发新闻:私营公司确实计划开采小行星……而且我认为他们能做到

了解行星资源公司(Planetary Resources)如何致力于彻底改变小行星采矿业,从而实现可持续的太空探索和资源利用。

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行星资源公司(Planetary Resources, Inc.)并非一家普通的初创公司:其使命是勘探并最终开采太空中的小行星!上周,该公司发布了一份略显神秘的声明,称他们将“整合两大关键领域——太空探索和自然资源——为全球GDP增加万亿美元”。我曾预测这意味着他们想开采小行星,而且,是的,我要自吹自擂一番:我猜对了。他们将于周二上午召开新闻发布会,正式宣布他们将踏上寻访小行星的征程。这家公司一开始就拥有强大的信誉,汇聚了多位前NASA工程师、一位宇航员和行星科学家,并获得了不仅一位,而是多位亿万富翁的支持,其中包括几位来自谷歌的大亨……更不用说詹姆斯·卡梅隆了。行星资源公司的联合创始人是彼得·戴曼迪斯(Peter Diamandis)——他创建了非常成功的X奖基金会,该基金会通过现金奖励来激励渐进式成就,从而推动技术突破,包括太空旅行技术——以及埃里克·安德森(Eric Anderson),X奖理事会成员和太空飞行联合会董事会主席。这些人都是非常非常重量级的人物。显然,他们不是在闹着玩。那么,这到底是怎么回事呢?

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第一步 周一,我与行星资源公司总裁兼首席工程师克里斯·莱维基(Chris Lewicki)通了电话。他拥有出色的履历:莱维基曾是NASA“精神号”和“机遇号”火星探测器任务的飞行主管,以及“凤凰号”火星着陆器地表操作任务经理。所以,当他说他有信心公司能够且将会成功时,我愿意倾听。“这是为了在太空中建立永久立足点,”他说,“我们将为人类的探索和太空定居提供支持,并开发那里的资源。”该计划的结构让人联想到阿波罗计划:有一个宏大的目标,但要确保过程中的步骤是切实的。关键在于,他们的计划不是仅仅为了开采贵金属并赚取数百万或数十亿美元——尽管这是一个长远目标。如果这是唯一的目标,成本将过高,难度太大,而且很可能无法实现。

相反,他们将执行一系列精心计算的小型任务,这些任务将不断扩大规模和范围。第一个任务是制造一系列小型空间望远镜,用于观测和表征小行星。莱维基表示,其中第一个是Arkyd 101,一个22厘米(9英寸)的低地球轨道望远镜,它将安装在一个仅40 x 40厘米(16英寸)大小的微型航天器上。它可以搭载其他卫星的发射任务,分摊发射成本并节省开支(一个将在其计划中反复出现的想法)。这个望远镜将用于寻找和观测已知近地小行星,并且也可以向下指向地球进行遥感操作。我注意到莱维基说,他们预计将在明年(2013年)底发射第一个这样的望远镜。他们已经开始制造了(被称为“切割金属”)。它们可以搭乘现有火箭发射——例如,阿特拉斯(Atlas)或德尔塔(Delta)火箭,欧洲的阿丽亚娜(Ariane)火箭,印度的GSLV火箭,或Space X的猎鹰9号(Falcon 9)火箭。之后,一旦这些小型航天器经过飞行测试,就可以装备火箭发动机发射更多。如果它们搭载飞往40,000公里(24,000英里)地球同步轨道的卫星,其发动机就可以用来将望远镜——现在变成了空间探测器——从地球轨道送出,并朝着预定的小行星目的地进发。技术细节:地球同步轨道的速度约为3公里/秒,所以只需要额外约1公里/秒的速度就可以将探测器送离地球,这对于一个安装在轻型探测器上的小型发动机来说是完全可行的。许多小行星以足够低的速度近距离掠过地球,其中一个这样的探测器就可以到达它们。说实话,有些小行星在这种意义上比月球更容易到达!任何指向小行星的探测器都可以配备传感器进行详细观测,包括成分分析。它甚至可以设计成降落在小行星上并采集样本返回地球,或者在观测完成后离开,然后前往近距离观察更多小行星。


第二步 一旦找到合适的小行星,莱维基告诉我,他们的想法不是立即开采贵金属返回地球,而是利用其中的挥发物——低沸点物质,如水、氧气、氮气等,这些物质恰好也是太空中的关键必需品。其背后的想法是收集这些物质并建立原地太空供应站。水非常重且不可压缩,因此从地球发射到太空非常困难(莱维基引用的水进入太空的当前价格约为每升20,000美元)。但是,一些小行星上应该富含水,这些水可能存在于矿物质中,甚至以冰的形式存在,理论上收集这些水并建立一个供应站应该不难。未来的宇航员就可以利用这些补给实现更长时间的太空驻留——这些供应站可以放置在地球轨道附近供宇航员使用,或者放置在战略轨道上,为未来的载人小行星任务做准备。莱维基没有具体说明,但这些补给可以卖给NASA——行星资源公司将赚取不少钱,同时也能为NASA节省不少开支。这是一种双赢。他们将如何收集这些资源并储存它们的具体细节可能会在周二的新闻发布会上公布。如果可能,我会问的。


第三步 最后一步是真正从行星上获取贵重矿物并将其运回地球。目前这一步的具体安排还不清楚——同样,新闻发布会应该会揭晓——但目前可能真的不需要。有几种选择。一种方法是向一颗已经被经过改进的Arkyd望远镜勘探过的遥远小行星发射设备。另一种方法可能是使用小型航天器将一颗相对较小的小行星带到地球附近——一项关于此的研究刚刚发布,实际上 [注:该研究的两位作者来自行星资源公司,包括莱维基]。可以将一颗岩石带入月球轨道(这是燃料方面最容易实现的),在那里进行开采。或者可以两者兼顾:一个小型的作业可以在小行星被拖往地球的过程中开始工作,提前几年获得优势。


第四步:盈利??? 我特意问了莱维基关于如何盈利的问题。一些小行星可能富含贵金属——有些可能蕴藏着价值数千亿甚至上万亿美元的铂族金属——但在能够将任何样本带回地球之前,开采它们可能需要花费数十亿美元并耗费许多年。为什么不在地球上做呢?换句话说,投资者的利润动机是什么?这可能是大多数人(包括我认识的几位活跃在小行星科学界的人)持怀疑态度的观点。我必须承认,莱维基的回答让我很惊讶。“投资者并非基于商业计划或投资回报来做决定,”他告诉我,“他们是基于我们的愿景来做决定的。”仔细思考后,我意识到这很有道理。并非所有富有的投资者都在项目上投入资金是为了赚钱……至少不是立刻。例如,埃隆·马斯克(Elon Musk)在他的公司Space X上花费了他数亿美元的个人财富。亚马逊创始人杰夫·贝索斯(Jeff Bezos)也在为他的太空公司Blue Origin做同样的事情。这样的例子不胜枚举。而且,这两家公司都需要数年时间才能实现可观的利润,但这并不是驱动马斯克和贝索斯这样做的原因。他们想探索太空。行星资源公司的愿景就体现在它的名字里:他们希望确保有可用的资源来确保人类在太空中的永久未来。他们关心的不仅仅是物质资源。他们的任务不仅支持从小行星开采挥发物和金属,还将扩展我们对小行星的理解,并希望提高我们抵御可能撞击地球的小行星的能力。

这也是我与莱维基特意讨论过的一个话题。他同意我的看法,即所有这三个主题——科学、防御和资源利用——都是相互关联的。毕竟,如果我们想利用小行星或防止它们撞击我们,就需要从科学上理解它们。我们可以利用它们作为供应站,以便更好地探索它们,而未来有一天,我们可能需要偏转一颗小行星,以避免这一切都变得毫无意义。


我对这一切的看法 作为我的优点之一(还有其他一些),就是我并不总是需要保持客观。所以,我会这样说:我喜欢这个想法。非常喜欢。不过,这和我认为他们能做到是两回事。但,至少理论上,我认为他们能做到。他们分步走的计划对我来说是合理的,而且他们不需要巨大的火箭和巨额资金来启动。到了真正雄心勃勃的运营阶段,他们应该已经具备了必要的基础设施。换句话说,当他们准备好开采小行星时,他们将拥有实际*做到*这一点所需的所有基础设施。我仍然想看到一些工程计划和时间表,但总的来说,我听到的内容听起来不错。我最初最大的疑虑是投资者——在多年内看不到盈利的希望,他们真的会坚持下去吗?但看看这些投资者:电影制作人詹姆斯·卡梅隆。谷歌高管拉里·佩奇(Larry Page)和埃里克·施密特(Eric Schmidt),以及谷歌投资者K·拉姆·施里拉姆(K. Ram Shriram)。软件先驱查尔斯·西蒙尼(Charles Simonyi)。罗斯·佩罗(Ross Perot Jr.)。他们都是亿万富翁,其中一些是冒险家,而且他们都证明了在新事业发展方面具有耐心。我不认为他们会在第一次挫折时就退缩。莱维基也说了类似的话。“我一开始是个顽固的怀疑论者,但(当公司创始人彼得·戴曼迪斯和埃里克·安德森找到我时)我们讨论了如何创建一个公司并追求这个目标。”不久之后,他得出结论,这是一个合理的计划,并且这个团队有能力做到。在新闻稿中,他说,“我们的使命不仅是扩大世界的资源基础,而且我们希望通过开发高效且经济的系统,扩大人们接触和了解我们星球和太阳系的途径。”这对我来说是个好主意。我强烈认为,私营行业是实现这一目标的方式。土星五号(Saturn V)火箭是令人难以置信的,但成本效益不高;这不是它的目标。当NASA试图制造一台经济高效的机器时,他们想出了航天飞机(Space Shuttle),它非常昂贵、效率低下,而且——让我们面对现实——危险。政府在很多方面都很出色,但政治的权谋在让事情变得更轻松、成本更低方面可能会严重阻碍创新。正如许多NASA相关人士曾经开玩笑说的:“更快、更好、更便宜:选两个。”我当然仍然坚决支持NASA;别误会我的意思。它应该继续做它最擅长的事情:私营行业做不到的事情,比如开辟新领域。这正是NASA在过去50年里在太空中一直在做的事情,而现在这条道路正被私营公司所接管。我认为,正是政府支持和私营创新的结合将带领我们走向星辰大海。而现在,就目前而言,你知道吗?到达小行星就足够了。所有图片(最后一幅除外)均来自:行星资源公司。


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