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翻译：申振宇
校对：刘海牧 尹天任
审阅：李宜骅
美编：毫秒
后台：李子琦
https://www.sciencealert.com/how-feasible-is-asteroid-mining-a-new-study-investigates
小行星采矿不完全指南
图源：美国航空航天局/喷气推进实验室-加州理工学院
几年前，小行星采矿概念曾风靡一时。随着商业航天领域的迅速发展，将太空采矿商业化的梦想似乎已指日可待。
从本质上来说，拥有可以对接并开采近地小行星（NEA）的平台和航天器，并能够将这些开采物运回太空工厂，这件事情的重要性不亚于人类可以实现商业化地往返火星。
在经历了大量的炒作和多次失败尝试之后，这些计划被暂时搁置一旁，直到相关技术成熟起来以及其它的关键步骤得以完成之后，这些计划才会被重新提上日程。
然而，开采小行星的这一梦想以及它所带来的那种物质充裕的“后匮乏”未来仍在吸引着人们前赴后继。除了需要建设更多的基础设施，以及发展航天技术之外，进一步研究确定小行星的化学成分也至关重要。
在最近的一项研究中，由西班牙国家研究委员会空间科学研究所（ICE-CSIC）的研究人员领导的一个团队对 C 类（富含碳元素）小行星的样本进行了分析，这类小行星占已知小行星数量的 75%。他们的研究结果表明，C类小行星可能是重要的原材料来源，具有潜在资源开发价值。
该团队由约塞普·M·特里戈-罗德里格斯博士领导，他是来自巴塞罗那空间科学研究所（ICE）和加泰罗尼亚空间研究所（IEEC）的理论物理学家。
他与博士生帕乌·格雷博尔-托马斯（同样来自 ICE 和 IEEC）、约尔迪·伊巴内斯-因萨（巴塞罗那地球科学研究所）、雅克丁托诺·阿隆索-阿斯卡雷特（卡斯蒂利亚-拉曼查大学）以及玛丽亚·格里塞维奇（赫尔辛基大学及乌拉尔联邦大学物理与技术研究所）一同参与了研究。
他们的研究成果已于 1 月 2 日发表在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上。
来自美国国家航空航天局南极采集项目的一块碳质球粒陨石薄片的反射光图像。
图源：ICE-CSIC/ J. M. 特里戈-罗德里格斯等人，2025 年
碳质球粒陨石（C 型球粒陨石）会不定期地坠落到地球上，但科学家们很少对其进行采集研究。这类陨石仅占所有陨石的 5%，而且由于其易碎的特性，常常会破碎并丢失。迄今为止，采集到的大多数此类陨石都发现于沙漠地区，包括撒哈拉沙漠和南极洲等地区。
由特里戈-罗德里格斯领导的 ICE-CSIC “小行星、彗星和陨石”研究小组，负责研究小行星和彗星的物理化学特性，并且是美国国家航空航天局南极陨石收藏的国际存储库。
在此次最新研究中，研究团队挑选并标识了这些小行星样本，随后这些样本由卡斯蒂利亚-拉曼查大学的雅克丁托诺·阿隆索-阿斯卡雷特教授利用质谱仪进行了分析。
这分析使得他们能够确定六种最常见的碳质球粒陨石的精确化学成分，从而为未来是否能够对其进行资源开采提供了重要信息。
特里戈-罗德里格斯在西班牙国家研究委员会空间科学研究所（CSIC）的一份新闻稿中说道：“这些陨石之所以受到科学界的关注，是因为它们能够采集到小型且未分类的小行星样本，并能为它们所来源的天体的化学成分和演化历史提供有价值的信息。在 ICE-CSIC 和 IEEC 机构，我们专注于开展实验研究，以更深入地了解这些小行星的特性，同时也了解太空中发生的物理过程如何影响它们的性质和矿物构成。目前发表的这项研究成果正是我们团队共同努力的成果。”
了解小行星中物质的丰富程度至关重要，因为它们的成分非常复杂多样。小行星通常被分为三类：C 类（碳质）、M 类（金属质）或 S 类（硅质），此外，它们还会根据光谱特征和轨道进行分类。
此外，小行星本质上是太阳系形成过程中遗留下来的物质，并且深受其漫长进化历程（约 45 亿年）的影响。因此，了解小行星的确切成分对于确定不同资源（如水、矿石等）的可能分布位置至关重要。
太阳系中的42颗小行星
图源：欧洲南方天文台
根据该团队的研究结果，开采未分类的小行星几乎是不可行的，这些小行星被认为是球粒陨石的起源。该研究还识别出一种富含橄榄石和尖晶石类型的小行星，其被认为适合用于采矿作业。
该团队还指出，应选择富含水分且含有大量含水矿物质的小行星。同时，他们强调需要开展更多的样本返回任务，以在进行开采之前确认原行星体的类别。
特里戈-罗德里格斯说道：“除了样本返回任务所需要的能力之外，还需要具备能够在低重力条件下提取和收集这些材料的能力。这些材料的加工以及所产生的废弃物也会产生重大影响，对此也应当进行量化评估并采取适当措施加以缓解。”
团队成员认为，这将需要建立大规模的收集系统以及形成在微重力环境下获取资源的方法。
特里戈-罗德里格斯表示：“对于那些富含水分的碳质小行星而言，提取水分并加以循环利用似乎更具可行性，因为既可以将其用作燃料，也可以作为探索其他星球的主要资源。”
小行星采矿公司想象图
“这还能让科学界更深入地了解某些可能威胁到我们生存的天体。从长远来看，我们甚至可以开采并缩小那些可能存在危险的小行星，从而使它们不再构成威胁。”格雷博尔-托马斯补充道：
“在我们的无尘室中，利用其他分析技术对这类陨石进行研究和挑选，是一件非常有趣的事情，尤其是因为这些陨石所含的矿物质和化学元素种类繁多。然而，大多数小行星中珍贵元素的含量相对较少，因此我们研究的目的是要弄清楚这些元素的提取在多大程度上是可行的。”
这听起来像是科幻小说里的情节，但回想三十年前制定首次样本返回计划时，那似乎也完全像是科幻小说里的内容。
无论如何，小行星采矿带来的好处是巨大的，这也是为什么这一领域在过去十年里受到了如此多的关注。除了珍贵的金属外，许多小行星还富含水冰，这些水冰可用于制造深空任务所需的燃料或者用于饮用水和灌溉农作物。
这意味着太空任务将减少对来自地球的补给任务的依赖，从而使机器人和载人任务能够实现更高的自给自足能力。通过将采矿和制造活动转移到地月空间以及主小行星带，人类还将减少这些产业对地球造成的环境影响。
尽管过去十年间公众对小行星采矿的热情有所减退，但如今许多企业正在研究并开发相关技术。同样，像美国国家航空航天局（NASA）和日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）这样的航天机构也开展了样本返回任务，这些任务揭示了小行星上所蕴含的大量科学和物质财富。
而且在不久的将来，中国的“天问二号”任务将与一颗近地小行星以及一颗主小行星带彗星进行会合。尽管要建立太空资源利用产业可能还需要数十年甚至更久的时间，但当下已有许多人抢先参与其中。
责任编辑：周英杰
牧夫新媒体编辑部
『天文湿刻』 牧夫出品
微信公众号：astronomycn
太空采矿想象图
图源：网络
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