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铂金小行星:一个美丽的误会 精选

已有 12866 次阅读 2015-8-18 08:01 |系统分类:科普集锦

铂金小行星:一个美丽的误会


近日,一颗小行星从距离地球二百多万千米处(地月距离的六倍)与地球“擦肩而过”,一些媒体报道这颗小行星可能含有约1亿吨铂金,称之为铂金小行星。这一平常的近地小行星飞越地球的事件,由于引人遐想的铂金矿产而引爆各大论坛,掀起了去太空采矿的热烈讨论。

故事虽然美好,但这只是一个美丽的误会。即便真是铂金,目前去开采的成本其实远大于收益,远不具备商业开发的前景,真心不划算。其次,研发捕获小行星的技术,用于排除小行星对地球的撞击危险和探索太阳系的起源,比太空采矿更有现实意义。

太空中富含珍稀矿产的小行星并不少。仅在地球附近的轨道就有近万颗直径超过150米的小行星。2012年,耶鲁大学的科学家们还发现过一颗名为55巨蟹e的“钻石行星”,这颗行星表面主要被石墨和钻石覆盖,但距离地球约40光年,实在太远了。

所谓的铂金小行星,依据的理由是这颗小行星的外壳被剥掉后,只剩下富含金属的内核,其中包括镍、锰、铂、铱、钯等金属元素。一些金属元素在地球上也很丰富,价值并不是太高。而铂族金属是指元素周期表中第Ⅷ族元素,包括铂、钯、、铱、钌、铑六种金属。因此,铂金小行星并非人们常说的做首饰用的铂金,其价值将大打折扣。

依据光谱特征、密度等数据推测小行星的物质成分是目前科学家常用的方法,但这些数据存在不同的解释,因而存在一定误差。就像登陆月球采样后,科学家才探明月球上富含氦-3等重要资源,因此只有发射深空探测器,才能准确测定它们的物质成分,确认小行星上是否含有高价值矿产。目前最可靠的方法是登陆采样,其次是探测器飞越或环绕这些小行星。近日探测冥王星的“新视野号”就是采用飞越方式探明其北极氮冰和甲烷冰的含量。如此看来,即便对铂金小行星采矿热情高涨,也需等待科学家先确认其核心是否真是铂金才不至空欢喜一场。

阿波罗载人登月曾从月球上采集了381.7公斤的样品运回地球,但整个计划耗费了250亿美元,动用了约30万人,取回这些月球样品的成本其实远远超过了黄金价格。所以就目前的航天技术来看,即使含金量99%的黄金,从月球上运回地球,从成本上算也是吃力不讨好的。

多数小行星的质量小,引力弱,结构松散,无法靠引力捕获航天器,被形象地称为不合作天体,因此要登陆小行星采样更为困难。日本曾发射了“隼鸟”号探测器登陆名为“丝川”的小行星,历时6年,于2010年返回地球,只带回1500个微粒,大小约为1毫米的千分之一,总重量不到毫克级。虽然美国的行星资源等公司将小行星采矿作为具有商业远景的项目来规划是有意义的,但当前技术能力只能从小行星带回非常微量的颗粒,还不到采矿的那一步。

多数小行星质量较小,结构松散,形状不规则。图为隼鸟号探测器的探测目标——丝川小行星

但从另一方面而言,小行星探测特别是捕获小行星面临高难度的技术挑战,具有重要的科学价值。

2016美国国家航空航天局将发射可用机械臂采集样本的“Osiris-rex”探测器,计划2020年登陆目标小行星。他们也正在酝酿捕获小行星的载人航天计划,计划发射特制航天器,锁定直径在7米左右、质量约500吨的小行星后,释放一个大“口袋”套住小行星,再借助太阳能推进器,将其“拖”到近月轨道。

实施捕获小行星计划的技术难度很高,但这一计划并非瞄着其中的矿产资源,目的是依此需求研制重型运载火箭和新型载人飞船,将小行星作为载人登月的中转站,提高载人深空飞行的能力,并利用这些技术为实现载人登陆火星做准备。

航天员登陆小行星并改变其运行轨道

 

捕获小行星改变并其运行轨道,相当于把小行星变成了一颗不会产生核污染的重型导弹,在军事上有很强的威慑意义。

同时,小行星记录着太阳系形成之初的信息,是解答太阳系起源的关键线索。

最重要的是,由于小行星撞击地球是人类面临的最主要的现实威胁,也是导致恐龙灭绝的主要原因,人类的火种能否延续,取决于我们能否在重大天文灾难来临之前找到应对之道。因此,小行星探测关系到人类的未来命运。

小行星撞击地球是人类未来面临的最大危险之一

联系作者:zyc@nao.cas.cn




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