馬斯克有『火星夢』,他有一個『太空采礦夢』?

作者 | 袁一雪

6月11日,起源太空 科技 有限公司《以下簡稱起源太空》『仰望一號』光學/紫外雙波段太空望遠鏡搭載長征二號丁火箭成功發射升空。

這是繼4月27日,起源太空通過太原衛星發射中心用長征六號運載火箭,以『一箭九星』的方式將NEO-01航天器成功送入預定軌道後,第二顆成功上天的衛星。

兩顆衛星上天,是起源太空創始人、香港大學空間科學實驗室執行主任蘇萌小行星采礦夢想的第一步。

曾經出現在科幻小說中在太空采礦的場景,也將隨著蘇萌的小行星采礦夢而可能成為真實世界中的一幕。

2007年,剛進入哈佛大學攻讀天體物理博士的蘇萌,接到了哈佛—史密森天體物理學中心一位頭發花白的老教授Martin Elvis給他推薦的題目。

當時,他一下愣住了:小行星采礦。

『我的第一個念頭是,接了這個題目我還能順利畢業嗎?這不是科幻電影的場景嗎?』蘇萌在接受《中國科學報》采訪時開玩笑地說。

讀博期間,蘇萌與同事使用費米伽馬射線太空望遠鏡發現了『費米氣泡』。

這是銀河系的銀盤兩側分佈的兩個巨大的、對稱的『氣泡狀』結構,也是人類迄今為止認知到的銀河系最大的結構。

費米氣泡的發現可以為認識宇宙中星系的形成與演化,以及宇宙中多種尺度的起源問題帶來幫助。

基於該成果,蘇萌獲得世界高能天體物理領域最高成就獎——佈魯諾·羅西獎。

他是近40年來該獎項最年輕的獲得者和唯一一位華人獲得者,其研究成果入選美國物理學會『世界十大物理學進展』及《天文學》雜志『年度十大天文學進展』。

與此同時,太空資源開發與利用的浪潮在全球迅速蔓延,2010年世界首家太空采礦公司行星資源公司成立。

蘇萌跟著導師穿梭於哈佛校園的天文系、物理系、地球與行星科學系,以及法學院、商學院、政府管理學院,跟全球頂尖的學者討論太空資源開發與利用的技術、法律、商業模式、政府政策等。

成為麻省理工學院帕帕拉多學者、美國航天航空局愛因斯坦學者的蘇萌,在麻省理工學院期間不斷往返中美兩地,尋找在中國開展太空 探索 與資源利用的機會。

2016年,蘇萌加入香港大學,成為香港大學空間科學實驗室執行主任。

2019年,中國第一家致力於開展太空資源開發與利用的商業公司——起源太空正式成立。

雖然公司成立伊始便經歷了百年不遇的新冠肺炎疫情,但蘇萌的計劃並未因此受阻。

甚至在今年4月,公司正式向太空發射了NEO-01。

6月11日,起源太空『仰望一號』也成功發射。

至今,蘇萌還記得導師交給他小行星采礦項目時認真的神態。

『他說,小行星采礦是天文學改變人類文明進程的契機。

當天文學真正影響 社會 和民眾利益的時候,這個古老的學科將會以完全不同的發展模式快速成長起來』蘇萌回憶說。

天文學誕生於人類對晝夜更替、四季輪回、天文現象的好奇中,古代的天文觀測曾與歷法的制定密不可分。

隨著觀測手段不斷進步,天文學研究的對象也從種種天文現象,轉為更為精準的宇宙物體,大到行星、恒星、太陽系、銀河系、星系團以至可觀測的宇宙,小到小行星、流星體,乃至分佈在廣袤宇宙空間中的大大小小塵埃粒子。

天文學正在不斷拓展人類的知識邊界,人類對宇宙的認知也在更宏大的尺度上定義了文明發展的階段。

隻是天文學研究本身似乎很難像其他學科一樣實現產學研結合,從而進入與 社會 發展相輔相成的良性循環,並且需要大量的資金投入。

這也是天文學大科學裝置往往需要國家支持的原因。

但是,天文學家並不滿足於此,他們渴望學科貼近人類生活。

而事實上,人類對太空資源的開發與利用正是文明發展的重要機會,也蘊藏著巨大的商業價值,從而實現天文學學科發展的自我造血能力。

這一點是蘇萌從未敢忘卻的使命。

另一個讓蘇萌奮不顧身投入小行星采礦的原因是,讓中國在世界太空資源開發領域中能夠占有一席之地。

事實上,早已有國家打起了太空資源擁有權的『算盤』。

就地球而言,其周圍的近地小行星上也有地球內部蘊藏的礦產資源。

不過,地球上的礦產大都藏於地表下較深的區域,很難開采或成本高昂,尤其是一些稀有金屬。

但這些礦產在小行星上的情況則不同,它們可能存在於淺薄的表面,十分方便開采。

『更重要的是,未來人類太空建設需要的原材料,尤其是水,可以從月球或小行星的表面獲得,從而改變人類利用太空的方式』蘇萌解釋說,這也是為什麼人類會將采礦的視線投向月球和小行星。

隻是在廣袤的太空中,小行星數量之多無法預測,那麼如何判定這些小行星到底屬於誰?最先注意到這個問題的是美國,他們在《商業空間發射競爭法》規定了私人可獲得開采礦物的所有權。

盧森堡緊隨其後,於2017年頒佈了《太空資源開發與利用法》。

蘇萌認為,太空資源所屬權終將成為世界各國都參與的事項,占領先機無疑會對國家未來的發展有利。

事實上,中國隻參與了國際空間法的部分條約和協定。

有數據顯示,《外空條約》已有包括盧森堡、美國、中國在內的107個締約國,而《月球協定》隻有18個締約國,且盧森堡、美國、中國均不是締約國。

『我希望以我綿薄之力,先跟上其他國家的步伐』蘇萌如是說。

馬斯克總是走在科學的前沿,卻鮮有人想到他為什麼可以做到這一點。

毫無疑問,他最初為自己定下去火星的目標,使他的眾多奇思妙想目標一致,且幾乎所有的 科技 創新都與此有關。

蘇萌也正在踐行這一點:瞄準小行星采礦這一目標,堅實地踏出每一步。

4月發射的NEO-01就是蘇萌為小行星采礦之行邁出的第一步。

『若要實現小行星采礦,可以是在一顆大型的小行星表面降落、進行開采;或者捕獲一顆幾米大小的小行星,將它帶回地月系統,再進行開采』起源太空首席行星科學家、北京大學天體物理學博士張曉佳介紹道。

『我們的目標是用低成本的方式實現第二種方案』

為了實現這一點,蘇萌和團隊需要在地面和太空中做大量實驗,目標是在提高捕獲成功率的同時,盡可能地降低任務成本。

據他透露,未來的目標是將任務的成本降低到國際同類公司的1/10以下。

為了驗證太空采礦技術,NEO-01誕生了。

它肩負的使命比捕獲小行星簡單些,是捕獲一個小行星的模擬目標,將它拖拽至大氣層中與之『同歸於盡』。

張曉佳介紹說,現在NEO-01的運行良好,隻需等待它進入此前預設的軌道,就可以開展實驗任務了。

除了主任務外,NEO-01還搭載了攝像頭,助力研究人員研究太空中的實驗過程。

而6月上天的起源太空『仰望一號』,則是中國第一臺地球軌道上的光學/紫外雙波段太空望遠鏡,肩負著搜尋小行星的任務。

觀察、捕獲,再將小行星『囤積』於地月軌道,這對蘇萌來說還隻是開始。

他期望有一天可以開采小行星的礦產,並在太空中直接冶煉,用於太空建設。

而這一切,在蘇萌眼中並不比人工智能的實現更難。

因為在國內進行創業期間,蘇萌驚喜地發現,國內的航天產業幾乎已經形成閉環,即便是疫情沖擊了全球航天產業等行業,但對中國影響不大。

『我曾經在國內找了很多高校和單位,發現有些技術即便沒有成熟化,也有人曾經做過相關的研究,也就是說如果要實現小行星采礦這一目標,中國完全有基礎發展完整的產業鏈,實現工業化、商業化太空資源開發與利用,爭當全球第一,引領人類在太空中不斷拓展文明的疆界』蘇萌說,小行星采礦為眾多技術提供試驗與實現的平臺,在材料科學、生物醫藥等領域都有廣闊的應用前景。

現在蘇萌又有了新的想法,在國內促成小行星采礦專業的建立。

2018年,美國科羅拉多礦業學院太空資源中心就正式開設了小行星采礦專業,開發全球第一個太空資源相關的正式課程,以培養下一代太空科學家和工程師。

目前,該中心計劃開設碩士及博士相關課程,此外,還為從事太空研究的專業人士提供短期進修課程。

學生可通過學習獲得核心知識,並在負責 探索 、提取及使用太陽系資源的系統中獲得設計實踐。

『小行星采礦是個集礦業、天體、行星、法律、航天器、人工智能、數學等多學科交叉的學科平臺』蘇萌介紹道,目前,他們與中國礦業大學、中南大學、北京大學合作的實驗室已經成立,正在推動采礦專業發展。

蘇萌希望這些人才梯隊的建設,可以為中國未來的大型太空天文基礎設施的建設貢獻力量。

而他自己也將為中國天文事業的發展貢獻民營航天力量。

到 2025 年,蘇萌和團隊將發射數十臺太空望遠鏡和更多的航天器。

『參與國際競爭,在太空中展示中國企業能力』是他的目標之一。