到宇宙开矿去

2008-12-29 00:00:00
中学生百科·悦青春 2008年3期


  如果你也是一个关心地球的人,你一定会发现当地球资源日渐不足的时候,科学家们已率先把眼光放到宇宙中。宇宙中的许多小天体含有比地球丰富得多的矿藏。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2千米,却贮藏有1万吨黄金、10万吨铂、10亿吨镍:100亿吨铁!像这样的小天体在宇宙中有的是呀!神秘莫测的宇宙,就像一个采之不尽的矿井。
  你的汽车的材质是宇宙铁,你佩带的钻戒来自宇宙某个不知名的小星星……说起来很像美丽的科幻小说。但是科学家们已经为实现这种幻想提出了两种方案:一种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。这种方法必须要在月球建造中继站、通过月球的仓库,实现矿藏的贮存和运输。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。难的是如何克服小行星降落时的加速度,让它平安地降落,避免陨石撞击地球的灾难。目前,科学家们认为较为可行的是第一种方案。
  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。这在技术上还是可行的,因为人类火箭的力量已成功发射过90吨的太空实验室,发送60吨的机器可以说是小菜一碟。这套自动化机器,有一只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,有的负责贮运铁,有的贮运铝,还有的贮运金和其他贵金属。
  在小行星采到的矿石,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,每千克要花费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,让卫星和地面连接起来。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万千米的距离。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?这也是一大难题呀!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。通电后导线的磁场的推力,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,都需要进行可行性研究,没有几十年的努力,是不能见到结果的。
  还有不少科学家对天梯的两种设想都持怀疑和否定的态度,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、飞船和太空舱已成为现实。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。
  
  编辑 李