我们距离太空采矿还有多远？
当科幻电影中小行星采矿的桥段在现实中被热议，不禁让人思考：我们距离小行星采矿究竟还有多远？ 从近些年的媒体报道来看，美国、日本等国已向小行星发射了探测器，开展小行星探索计划，并带回了小行星物质样本。
受访专家认
【菜科解读】
我们距离太空采矿还有多远？
半月谈记者 孟含琪 宋心平
遥远又神秘的小行星上丰富的资源受到政府、学界、媒体等广泛关注。
当科幻电影中小行星采矿的桥段在现实中被热议，不禁让人思考：我们距离小行星采矿究竟还有多远？
从近些年的媒体报道来看，美国、日本等国已向小行星发射了探测器，开展小行星探索计划，并带回了小行星物质样本。
受访专家认为，虽然从技术发展和成本角度考虑，小行星采矿短期内不具备可行性，但可进一步加大相关探测、开采技术研究，为小行星采矿等做好前期技术搭建。
小行星采矿走出科幻电影
一台探测器遨游在孤独的宇宙中，当它锁定一颗小行星后，调转方向、着陆、伸出机械臂开始开采矿物……
这样的情节目前只出现在科幻电影中。
现实中，随着人类对小行星的研究和探测不断深入，小行星采矿是否具有可行性屡成热门话题。
据公开资料介绍，小行星是绕太阳运行的小型岩石天体，它们要比同样绕太阳运行的行星小得多。
按成分划分，小行星主要分为C型（含碳）、S型（硅酸盐加上金属的混合物，类似于镍铁石陨石）和M型（主要由铁镍构成）。
当前，世界各国对铁、铂和镍等金属的需求量很大，很多是具有战略性的矿产资源。
以铁镍材料为例，它能够制造出高精度、高可靠性的电子器件，也是航空、航天器发动机和其他高温机械零件的理想材料。
随着地球自然资源不断被开发，一些国家更加重视获取资源的新途径，将目光投向小行星。
有媒体报道，小行星数据库Asterank追踪了60多万颗小行星的相关数据。
据其评估，不少小行星价值超过百万亿美元。
如此价值连城的小行星，让一些国家看到了先机。
美国是最早开展行动的国家之一。
《美国商业太空发射竞争法案》于2015年签署生效，允许个人和私营企业进行太空采矿。
谁发现归谁的规定在当时引发媒体对太空淘金的热议。
随后，美国、日本等国家发射探测器开展小行星探索计划，并已有探测器携带小行星样本回到地球。
日本宇宙航空研究开发机构的小行星探测器隼鸟2号于2014年发射起航，在2020年从小行星龙宫返回，带回约5.4克行星表面样本，首次在地球以外确认生命之源氨基酸的存在。
目前，隼鸟2号还在继续其太空之旅，将对另一颗小行星进行探测。
美国国家航空航天局（NASA）于2016年向小行星贝努发射了冥王号探测器，于2023年9月带回含有微量水和碳的样本。
技术难关和成本高昂成现实难题
尽管小行星采矿前景广阔，能为各国储备战略资源提供充足支撑，但想在遥远的小行星真正实现勘探、采集并非易事。
从技术、成本等多方面考虑，人类还需要突破层层难关。
——从技术层面分析，人类对小行星的探索仅处于初级阶段。
受访专家认为，尽管人类已开展深空探测计划，发射探测器造访木星、土星、天王星和海王星等，对这些行星的了解愈发深入，但探测和采集的难度不可同日而语。
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研究员徐振邦说，小行星采矿的流程可划分为三个阶段。
先是探测，通过发射探测器确定小行星上是否存在贵金属等资源。
再是勘探，根据该小行星的成分、与地球的距离、到达它所需的时间，以及其飞行和旋转速度等因素确定勘探方式，采集样本并对其表面进行挖掘，确认是否有足够材料可供开采。
最后一步才是开采。
目前人类在这一领域的技术进展仅突破了勘探的初级阶段，即将少量样本带回地球。
冥王号探测器是在采样臂与贝努表面接触后发射了一发压缩氮气，用采样臂头部捕获气体扬起的表面物质；隼鸟2号则是在接触表面后发出钽质子弹，捕获子弹扬起的物质。
——高昂成本导致商业化小行星采矿面临挑战。
从地球飞往遥远的小行星，动用一系列高科技设备、技术实施矿物采集，这不仅需要技术突破，更需要持续投入大量资金加以支持。
#p#分页标题#e#国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光认为，即便太空发射的成本能降低，更多也是在近地层面，而对于深空探索来说，航天运输成本实质性降低还有很长的路要走。
有外媒评论称，高昂的投入成本、漫长的时间周期、预测潜在利润的难度等因素，使一些小行星采矿公司许诺的可观利润并不能在短期内实现。
已有高科技企业由于资金问题导致计划失败。
早在十多年前，美国深空工业公司和行星资源公司就启动了相关项目，从多个投资公司吸引风险投资。
但最终都未开发出独立的盈利平台，导致许多投资者纷纷撤资。
既要仰望星空也要脚踏实地
我国在航空航天领域成果丰硕、发展迅速，在深空探索领域也逐步深入。
未来，我国也会在月球探测、行星探测和运载技术等领域进一步发力。
国家航天局公布了我国探月工程四期、深空探测任务后续规划。
公开消息显示，我国计划2030年前实现中国人首次登陆月球，也开始着手实施小行星探测任务。
天问二号探测器预计在2025年前后发射，对一颗近地小行星进行探测并采样返回。
虽然现在带回的小行星样本量很少，但科学研究价值非常高。
从科学研究和牵引航天技术发展等角度来看，都有必要对小行星进行探测。
杨宇光认为，考虑到高昂的航天运输成本和小行星低重力资源等因素，在采矿应用层面，小行星资源的原位利用争议较少，但带回地球的模式还值得商榷。
风物长宜放眼量。
徐振邦认为，在开展小行星采矿等长远期深空探测计划的同时，我国目前还需扎实开展探月工程，关注可行性更高、价值更大的月球资源开采，并为未来技术发展做好相关验证。
比如地球上的氦元素主要是氦-4，氦-3储量不足，而可作为清洁核能源的氦-3在月球上储量丰富。
目前我国科研人员利用嫦娥五号带回的月壤已找到捕获和保存氦-3气体的关键物质。
徐振邦表示：在此基础上，我国可进一步加大相关探测、开采技术研究，既为未来月球氦-3的原位开采利用奠定基础，也为小行星采矿等深空探测计划做好前期技术搭建。
土星有行星环，地球为啥没有？本来地球曾经有过，火星将来也会有
这四颗行星都属于巨行星，它们的引力比岩质行星更大，因此它们能够将星球周围的小物质吸附过来，从而形成行星环。
除了质量不同之外，行星环的形成与行星与太阳的距离也有一定关系，太阳系四个岩质行星都没有行星环，另一个真相也是它们都距离太阳较近，太阳风就比较强烈，而在太阳光的照射下，水分子也无法凝结成冰晶，更无法与尘埃凝聚成较大的小行星等，所以就很不容易形成行星环了。
不过，行星环还有另一种形成模式，就是行星的卫星围绕行星运行的时候，或者其他大个头的小行星或彗星等路过行星的时候，它们若与行星的距离达到洛希极限，那么这颗小星体就会分解成为行星的行星环，比如若月球距离地球大约1万公里的时候，就会被地球的引力撕成碎片，从而变成地球的行星环。
本来在月球形成的时候，就经历过成为地球行星环的一刻，天文学家们普遍认为月球是由于一颗质量较大的天体撞击地球之后形成的，撞击后飞溅出去的碎块曾经形成了地球的行星环，但是由于这个行星环的物质分布很不均匀，导致行星环的物质凝聚融合在一起，形成了月球。
而火星的卫星火卫一由于距离火星较近，并且仍然在一步步靠近火星，所以他将来也有可能会到达火星的洛希极限，从而成为火星的行星环也有一种可能是将来直接撞击的火星上。
星空有约｜今年别错过火星和这三颗行星同框
届时，公众将看见两颗明亮行星近距离同框。
中国科学院紫金山天文台科普专家介绍，这是2024年适宜观赏的第一场太阳系行星相合。
什么是行星相合？紫金山天文台科普主管王科超介绍，天文学上定义的合并非两个天体真的合并在一起，而是指两个天体的地心视赤经或地心视黄经相同。
行星合行星、行星合月都指的是两个天体的地心视赤经相同。
不同于每个月会发生多场的行星合月，2024年全年共有12次太阳系行星相合，这与行星在天球上‘走’一圈的时间有关。
王科超说，今年最适合观赏的行星相合，除了2月22日的火星合金星，还有4月11日的火星合土星，以及8月15日的火星合木星。
这四颗行星都很明亮，且这三次相合两个天体间的角距离都不到1度，肉眼就能看到两颗星同框的画面。
何时适合观赏这三次行星相合呢？天文学上合是一个精准时刻，但对公众观测而言，在‘合’的前后几天都可观赏这一天象。
王科超说，三次相合时，两颗行星都位于太阳的西边，观赏时间都在日出之前。
具体到火星合金星，适宜观赏的时间约为日出前一小时，火星合土星的适宜观赏时间约为日出前一个半小时，火星合木星则是在午夜后到日出前都适宜观赏。
肉眼观测这三次相合，两颗行星相距这么近，如何分辨？王科超建议，一是从亮度上看，相合时，金星、木星都明显比火星要亮，土星比火星稍亮些。
二是从方位上分辨，肉眼看去，相合时，火星在天空上位于金星的下方，位于土星、木星的上方。
我们肉眼看到的两颗行星同框，是由于两颗行星及地球在运行过程中，排列成近似一条直线而出现的视觉现象，两颗行星实际上相距甚远，以火星与土星为例，二者间距离约为12亿千米。
