據(jù)央視新聞報(bào)道,中國(guó)航天科技集團(tuán)1月29日表示,“十五五”時(shí)期,將開展“天工開物”重大專項(xiàng)論證,建設(shè)太空資源開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)和地面支持系統(tǒng),重點(diǎn)突破小天體資源勘查、智能自主開采、低成本轉(zhuǎn)移運(yùn)輸、在軌處理等關(guān)鍵技術(shù)。
全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩介紹,“天工開物”專項(xiàng)的核心是構(gòu)建“探測(cè)-開采-運(yùn)輸-在軌處理”全鏈條開發(fā)體系,推動(dòng)月球/小行星等深空資源利用從科研探索邁向工程化實(shí)施,支撐月球基地、深空探測(cè)與太空經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
這意味著,我國(guó)將在太空資源開發(fā)方面開啟新的篇章。
太空資源有哪些種類,開發(fā)有何意義?太空資源開發(fā)的最大難點(diǎn)是什么?我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備如何?

第一問:太空資源有哪些種類,開發(fā)有何意義?
人們常把開發(fā)太空資源比喻成“太空采礦”,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)其實(shí)狹隘了。龐之浩介紹,所有地球大氣層外可被人類開發(fā)利用的物質(zhì)、能量、環(huán)境與信息資源,統(tǒng)稱為太空資源。其主要分為4類:
一是物質(zhì)資源。月球上的氦-3、小行星稀有貴金屬與稀土、地外天體水冰等儲(chǔ)量遠(yuǎn)超地球,開發(fā)它們可實(shí)現(xiàn)原位制氧制水、礦產(chǎn)開采和核聚變?nèi)剂瞎?yīng)。
二是能量資源。太空太陽(yáng)能無(wú)大氣遮擋、持續(xù)穩(wěn)定,輻射強(qiáng)度更高,可建太空電站為地球提供能源。利用天體引力能,可助力航天器深空加速。
三是環(huán)境資源。太空中的微重力、高真空、強(qiáng)輻射等特殊條件,可制備地面無(wú)法生產(chǎn)的高純度材料與生物制劑,也是天文觀測(cè)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的理想環(huán)境。
四是信息資源。例如,用通信、導(dǎo)航、遙感衛(wèi)星可構(gòu)建全球信息網(wǎng)絡(luò),用空間望遠(yuǎn)鏡捕捉宇宙本源數(shù)據(jù),可以支撐社會(huì)治理與基礎(chǔ)科學(xué)研究。
“太空資源覆蓋近地軌道至星際空間,是人類突破地球發(fā)展邊界的核心戰(zhàn)略儲(chǔ)備,其開發(fā)兼具現(xiàn)實(shí)價(jià)值與長(zhǎng)遠(yuǎn)文明意義。”龐之浩說(shuō)。
開發(fā)太空資源,首先可以緩解地球資源危機(jī)與環(huán)境壓力,例如太陽(yáng)能,不會(huì)造成環(huán)境污染,可助力碳中和;二是促進(jìn)航天、材料、人工智能等跨領(lǐng)域技術(shù)突破,通過(guò)航天技術(shù)民用化,能推動(dòng)全行業(yè)升級(jí);三是催生商業(yè)航天、太空制造、太空采礦等新產(chǎn)業(yè),形成太空經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,成為全球經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn);四是拓展人類生存空間,例如建設(shè)月球、火星基地,可應(yīng)對(duì)地球潛在生存威脅,保障文明延續(xù)。另外,開發(fā)太空資源也是綜合國(guó)力的體現(xiàn),我國(guó)掌握相關(guān)核心技術(shù)后,能提升國(guó)際太空規(guī)則制定的話語(yǔ)權(quán),推動(dòng)全球太空資源合作開發(fā)。
龐之浩表示,目前太空資源開發(fā)仍處于初級(jí)階段,隨著技術(shù)進(jìn)步與國(guó)際合作,將成為人類從地球文明邁向星際文明的關(guān)鍵支撐。
第二問:太空資源開發(fā)的最大難點(diǎn)是什么?
龐之浩介紹,目前太空資源開發(fā)面臨的最大難點(diǎn),是技術(shù)、成本、法律監(jiān)管等瓶頸疊加。
大家都知道,月球晝夜溫差可達(dá)300攝氏度,火星每年有四分之一時(shí)間被狂沙籠罩,小行星重力幾乎為零……在地外開采資源,首先要克服極端環(huán)境影響,具備微重力/低重力穩(wěn)定作業(yè)能力。
另一個(gè)問題是距離帶來(lái)的通信延遲。例如,地球與火星之間的單程通信延遲可達(dá)20分鐘,遠(yuǎn)程操控并不可行,只能用AI驅(qū)動(dòng)探測(cè)器,自主完成探測(cè)、開采與故障處理,這對(duì)算法與傳感器要求極高。
在太空運(yùn)輸成本與效率方面,以當(dāng)前技術(shù)將原始礦石從太空運(yùn)回地球,運(yùn)費(fèi)往往高于資源價(jià)值,需通過(guò)可重復(fù)使用火箭、在軌加工與電磁彈射等技術(shù)降低成本。更現(xiàn)實(shí)的是,將資源優(yōu)先服務(wù)太空原位需求。

此外龐之浩表示,目前關(guān)于太空資源開發(fā)的法律并不完善,《外層空間條約》禁止天體主權(quán)主張,但未明確私人資源所有權(quán),各國(guó)國(guó)內(nèi)法差異很大,給國(guó)際合作與投資帶來(lái)了不確定性。
龐之浩說(shuō),太空采礦目前處于探測(cè)與技術(shù)驗(yàn)證階段,發(fā)展路徑將以“先服務(wù)太空、后反哺地球”為導(dǎo)向,優(yōu)先發(fā)展原位資源利用與低成本運(yùn)輸,同步完善法律框架。他預(yù)測(cè),2030年后人類將逐步實(shí)現(xiàn)月球與近地小行星資源的小規(guī)模商用。
第三問:我國(guó)在太空資源開發(fā)方面的技術(shù)儲(chǔ)備如何?
龐之浩說(shuō),我國(guó)已經(jīng)用嫦娥五號(hào)、六號(hào)實(shí)現(xiàn)了月球采樣返回,天問二號(hào)正在飛往2016HO3小行星。接下來(lái),我國(guó)計(jì)劃于2026年用嫦娥七號(hào)探測(cè)月球南極水冰,2029年用嫦娥八號(hào)開展月面資源利用試驗(yàn)。我國(guó)研制的“星際礦工”六足機(jī)器人已完成地面微重力測(cè)試,具備鉆探采樣與極端地形作業(yè)能力。
在原位資源利用方面,我國(guó)月壤制氧、月壤磚3D打印、水冰提?。兌?99.9%)等技術(shù)已通過(guò)了初步驗(yàn)證,微重力金屬3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了突破,為太空資源就地轉(zhuǎn)化奠定基礎(chǔ)。
在運(yùn)輸與在軌處理方面,我國(guó)正加速攻關(guān)可重復(fù)使用火箭、重型運(yùn)載火箭,以降低天地往返成本。同時(shí)計(jì)劃在軌建造微型加工廠,實(shí)現(xiàn)資源就地提煉,減少運(yùn)輸依賴。
此外,我國(guó)研發(fā)的星載光譜儀、激光雷達(dá)等已實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)成分探測(cè),將用AI與量子傳感提升資源勘查精度,用深空通信與自主導(dǎo)航技術(shù)保障遠(yuǎn)距離作業(yè)可控。
龐之浩表示,預(yù)計(jì)我國(guó)將在2030年前形成深空勘探能力,開展月球原位利用試驗(yàn);2040年前實(shí)現(xiàn)小規(guī)模資源開發(fā),開展小行星技術(shù)試驗(yàn);2050年前具備規(guī)?;_發(fā)能力?!拔覈?guó)有望在2040年前后實(shí)現(xiàn)小批量小行星礦物采樣返回,2050年前后達(dá)成規(guī)?;V物采回與應(yīng)用。其間需要突破微重力穩(wěn)定開采、低成本運(yùn)輸、在軌冶煉等關(guān)鍵瓶頸?!彼f(shuō)。
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