中國航天天工開物計劃：瞄準小天體資源開采，探索太空采礦的未來

中國科研這么多年，最強的一項是什么呢？就是真的有按計劃做事情。要說到太空采礦，我們要看回這個2005年的報紙。在2004年的時候，就提出中國探月要分三步走。而且到現(xiàn)在為止，我們也看到，已經(jīng)都實現(xiàn)了。

那么到了2023年8月19日，中國宇航學會第一屆空間科學與試驗學術交流會在北京召開，會議以探索浩瀚宇宙、開發(fā)太空資源為主題，對太空資源開發(fā)利用進行深入探討。《中國航天報》提到一個宏偉的計劃——中國正在布局全太陽系資源開發(fā)，而且把步驟都想清楚了，簡單概括就是“勘、采、用”三步走。什么時候做什么事，也大致劃出了幾個時間節(jié)點：2035年、2050年、2075年，一直到2100年。說白了，就是未來這幾十年里，中國人不僅要繼續(xù)探索太空，還要想辦法把太空里的資源用起來。

這個思路其實很樸實，就像古人說的天工開物，只不過這次舞臺不在山川大地，而在無邊的宇宙。

第一步：由近到遠，月球是起點站

計劃里反復提到，要從近的開始，一步步往外走。那最近的、也是最關鍵的一站，就是月球。

為什么是月球？因為它離得最近，去得多，了解也相對多一些。以后不管是去更遠的火星，還是小行星帶，月球都可能成為一個重要的中轉(zhuǎn)站甚至補給點。按照設想，未來我們會先在月球上建立資源開發(fā)設施，尤其是利用月球上的水冰資源——水能分解成氫和氧，既是呼吸所需的氧氣，也是火箭燃料的來源。

有了月球這個基礎，再逐步向近地小行星、火星、主帶小行星甚至木星的衛(wèi)星推進，像搭積木一樣，一步步在外太空建立資源補給站。這些站點可能設在地月之間的拉格朗日L1點、日地之間的L1/L2點等等，這些位置引力比較平衡，適合長期駐留和補給。慢慢地，就能形成一張覆蓋太陽系的“資源探索網(wǎng)絡”。

第二步：建體系，讓太空資源活動起來

光有站點還不夠，還得有配套的交通網(wǎng)和工廠。所以計劃里也提到，要建設一套完整的太空資源開發(fā)基礎設施。

比如太空資源補給站，就像高速路上的服務區(qū)；太空資源運輸通道，相當于固定的貨運線路；地外天體采礦站，是原料的源頭；太空資源加工站，是把采回來的東西變成可用的材料；還有太空資源低成本返回通道，讓這些資源能比較經(jīng)濟地運回地球，或者供給其他太空任務使用。

這些設施連在一起，才能支撐起從月球、到近地小天體、到火星、再到小行星帶甚至更遠星體的資源開發(fā)體系。最終目標，是讓太空資源的利用形成規(guī)模，甚至能商業(yè)化運作——不再僅僅是國家主導的科研工程，而是可以持續(xù)運營的太空產(chǎn)業(yè)。

第三步：攻克關鍵技術，一步一個腳印

想法很大，路得一步步走。要實現(xiàn)上面這些，離不開一系列關鍵技術的突破。

計劃里列舉了幾個重點方向：怎么更便宜、更頻繁地進出空間；怎么在太空里高效運輸；怎么實現(xiàn)太空中的燃料與物資補給；怎么在外星球上采礦；又怎么在太空環(huán)境下把原材料加工成真正可用的產(chǎn)品。

對，說到這里，你就看到早在2023年，就談到了怎么在外星球上采礦。

具體來說，比如得解決低成本返回的問題，不然運東西回來比東西本身還貴，就失去了意義；要發(fā)展航班化運輸，讓太空貨運像民航一樣有一定班次和可靠性；還要研發(fā)那些補給站、采礦站、加工站的實際建造與運行技術……這些都是硬骨頭，需要長期投入、持續(xù)攻關。

如果你仔細看這份太陽系資源開發(fā)計劃，會發(fā)現(xiàn)月球這個詞出現(xiàn)的頻率特別高。這其實透露了一個很清晰的信號：中國的深空探索，正以探月工程為基石，逐步向外延伸。

可以說，嫦娥工程一次次成功“繞、落、回”，不僅僅是為了帶回幾顆月壤，它更是在測試技術、積累經(jīng)驗、驗證能力。如何在月球上著陸？如何采樣？如何從月面起飛？如何遠程控制？這些能力，以后去火星、去小行星，都用得上。月球就像是一個試煉場，所有在月球上成熟的技術，都可以成為走向更遠深空的跳板。

而太空的礦產(chǎn)有哪些是我們國家建設需要的呢？

必須要承認啊，一些稀有金屬在地殼中含量極低，但開采和消耗巨大（如鉑族金屬、稀土元素）。部分小行星，尤其是M型（金屬型）小行星，被認為是太陽系形成初期行星核的殘骸，富含鐵、鎳、鈷、鉑、金等金屬，其儲量可能遠超地球。開采它們可以滿足未來高科技產(chǎn)業(yè)（如高端催化劑、永磁體、電子產(chǎn)品）的長期需求。

而這次天工開物計劃重點要攻克四大關鍵技術：小天體資源勘查（先找到有價值的小天體，摸清資源分布）、智能自主開采（讓采礦設備在無人操控下自動挖礦）、低成本轉(zhuǎn)移運輸（把采到的資源以省錢的方式運回來或送到太空需要的地方）、在軌處理（在太空中直接處理資源，比如把水冰變成燃料，不用都運回地球）。

第一類：支撐生命和燃料的揮發(fā)性資源

水：這是必需品。除了維持宇航員生命，它電解后就是火箭燃料，還能作為防輻射屏障。主要存在于C型（碳質(zhì)）小行星和月球兩極永久陰影區(qū)的冰中。

氫和氧：從水中電解獲得，是呼吸和推進的基礎。所以一直以來，各個國家的航天計劃中都有一項，就是要找太空中的水，飛去火星的探測器和機器人，飛得更遠的航天器都有這一項任務。

第二類：用于建設和制造的結(jié)構材料

鐵、鎳、鈷：來自M型小行星和月球土壤。是建造太空設施、飛船部件的基礎金屬。

硅、鋁、鈦、鎂：廣泛存在于月球土壤（月壤）和S型（石質(zhì)）小行星中。可用于制造太陽能電池板、金屬合金和復合材料。

稀土元素：某些小行星可能富含。對制造高性能永磁體、特種合金和電子元件至關重要。

第三類：高價值和高技術的特種資源

鉑族金屬：主要來自M型小行星。在地球上是極稀缺的工業(yè)催化劑（如汽車三元催化器），在氫能經(jīng)濟、化工和高端電子領域不可或缺。

氦-3：這是一種近乎完美的核聚變?nèi)剂希o中子，放射性小）。地球儲量極少，但在月球土壤中由于太陽風長期注入，有相對豐富的儲量（估計超過百萬噸）。

不過啊，配合最近的一些事情，我覺得最重要的還是先把天問二號搞好。

因為現(xiàn)階段要做的，還是盡量做到采樣返回。其他的就是看天問二號7月份以后的接近一年的近距觀測，找好合適的采樣點，對整個小行星進行掃描、建模、分析成分什么的，然后進一步降到3km的小行星停泊點。

還是那句話，中國科研做事，真的是有計劃一步一步地前進的。