到太空去采矿

高　峰

宇宙中的许多小天体含有比地球丰富得多的矿藏。据天体物理学家研究，距地球较近的“阿波罗”小天体，约有直径100米的小行星1000～2000颗。它们当中有一些几乎是纯金属球，除铁外，还有丰富的镍、钴、铬、锰、铝、金、铂等。1986年发现的一颗编号为1986ＤＡ的小行星，直径不足2公里，却贮藏有1万吨黄金、10万吨铂、10亿吨镍、1０0亿吨铁！所以，科学家们想到宇宙去开矿，以解决地球资源的不足。

到宇宙开矿，科学家们设想出两种方法：一是在小天体上直接开采，然后用宇宙飞船或“天梯”将矿石源源不断地送至地球，这种方法必须在月球建造中继站，通过月球的仓库，实现矿藏的储存和运输。二是用人为的力量将较小的天体改变运行轨道，然后以极小的速度降落到地球指定的地点。科学家们认为，让小天体改变轨道并不难，宇航员甚至可以用绳索将小行星捆绑，用飞船将它拖离轨道。困难的是如何克服小行星降落时的加速度，让它平安地降落，避免殒石撞击地球的灾难。目前，科学家们认为较为可行的是第一种方案。科学家们设想，可以用运载火箭或飞船先将一套重约60吨的自动化机器送上月球。这在技术上是可行的，因为人类已成功发射过90吨的太空实验室。这套自动化机器有一台小型号的电磁采矿机，它能自动采集月球表面的稀土，将它加工提炼成硅，机器人将这些硅装配成一组组太阳能电池，作为月球工作站的启动能源。智能机器人将电源通入自动化生产的工作母机，工作母机按指令生产出一代又一代的采矿机和太阳能电池，月球站就有了足够的能源和动力。这时，工作母机启动其他程序，生产各种建筑材料，机器人们按要求建造仓库、道路和各种运输设备。一个个宇宙矿产中继站在月球上建成了，它们有不同的分工，有的负责储运铁，有的储运铝，还有的储运金和其他贵金属。

将在小行星上采到的矿石运到月球仓库，再运到地球，用飞船或航天飞机当然是可行的，但是成本太高，每公斤要花费2000美元。用这种方法运金或铂也许还行，如运其他金属就不合算了。因此，有科学家提出了一种新式的“天梯管道运输法”。大家知道，有一种同步卫星，它环绕地球时旋转的角速度与地球自转的速度是一样的，看上去就像悬在空中不动似的。如果从同步卫星上用一根绳索和地球上的一点对接，然后用航天飞机运送机械设备和装置，沿绳索装配出一个巨大的管道，管道中装上电梯，让卫星和地面联接起来，来自月球、小天体的矿藏、人员、设备就可以在管道中来来往往。科学家们认为，这种运输天梯能用月球或卫星太阳能电站电力作运转动力，成本很低，运输量大，只要机器不出故障，可以不间断地运来运去。但是，从同步卫星到地面有几万公里的距离，有什么材料能经得住狂风的袭击？月球的自转速度与地球不同，从月球到同步卫星的管道怎样设计才能同卫星到地球的管道相协调？这是一大难题。因此，运输天梯的设想似乎是不可行的。

正当科学家们为矿石从宇宙运向地球的难题苦恼时，有一位科学家提出了电磁通道的设想。向空间轨道发射足够多的电磁环，利用电磁环的相互感应原理，叠成一个超长的空心管道。再用一根导线穿过管中央，让其首尾连接，形成回路。通电后，导线的磁场推力将足以维持空心管的中空姿态。在磁通道中装上电梯，就能进行矿石的空间运输。很多人认为，磁通道的设想比直接建管道要现实得多，但是，用什么材料做环，怎样发射，会不会带来环境问题和空间通信的干扰，投资如何解决等等，都需要进行几十年的可行性研究。

还有不少科学家对天梯的两种设想都持怀疑和否决的态度，认为都不切实际。到目前为止，人类开发月球和火星的计划还在探索之中，所有的设想还只是纸上谈兵，只有空间发射器、飞船和太空仓已成为现实。最可靠的空间运输技术，还是使用飞船，空间科学家的任务是如何大幅度降低飞船的运营成本，使宇宙采矿有利可图。

飞向太空，移民太空，开发利用宇宙的能源和矿藏，是人类的共同理想。人类对客观世界的认识是不断深入的，在宇宙探索上也是一样，在2000年以前，人们只知道月亮上有嫦娥，有月宫，有吴刚和玉兔。2000年以后，人类却登上了月球，准备开发月球。在几十或数百年之后，空间技术将有突飞猛进式的发展，使用从太空矿藏产品，在将来会是一件十分平常的事。