開採小行星稀有金屬 新一輪太空競賽

2013/2/19   (6028)   原稿來源: http://tw.news.yahoo.com/%E9%9

編號2012 DA14的小行星在台灣時間16日掠過地球，最接近地球的時間是在凌晨4時25分，當時它在印尼蘇門答臘島附近海面上方約27599公里，這是如此大體積的天體最接近地球的一次。不過，在天文熱潮的背後，一場新一輪的太空競賽正悄悄展開。

2012 DA14直徑50公尺，大小約半個足球場，重約14.3萬噸，而地球周圍有許多這類小行星，目前已有行星資源公司（Planetary Resources）和深太空企業（Deep Space Industries）加入開採地球附近小行星的競賽，這些小行星含有鉑族金屬等資源。打算在小行星開礦的公司表示，這類小行星有1500多顆，要到那裡就像登陸月亮一樣容易。



設立於美國加州聖塔摩尼卡市的「深太空企業」就在1月間宣佈，將從2015年起發射探勘小行星飛行船隊進入太陽系。

深太空企業董事長圖姆林森（Rick Tumlinson）表示：「我們的太空計畫同時運用低價位技術和當今最新的高科技，將可能完成幾年前想像不到的任務。」

深太空企業預計在2023年開始開採小行星，它們同樣繞著太陽運行，不過小到不足以命名為行星，是佈滿岩石而空氣稀薄的世界。深太空企業董事宋特爾（Mark Sonter）指出，「將小行星轉變為推進劑和建構材料對太空生態不會造成傷害，因為小行星是太陽系形成後留到現在的岩石，其中沒有生命存在。」 小行星礦產可用來支持太空事業

不過，就算鉑和金每盎斯要價近1600美元，一些科學家認為小行星開採計畫仍是無法回本的探險。例如，美國航太總署（NASA）即將執行的OSIRIS-REx任務，預計帶回一顆小行星上僅60公克（兩盎斯）的樣品，就要花費近10億美元。

宋特爾則認為，「只開採小行星的稀有金屬確實不划算，不過如果開採我們在太空需要用到的揮發氣體和一般金屬，就比較合理。」

2012年9月，NASA先進觀念研究所宣布小行星機器人探勘計畫，將檢視和評估小行星開採的意義、工具和系統的可行性。

深太空企業已經開始研究能否製造通訊衛星使用的燃料。將小行星製成的低價推進劑直接送給軌道上的衛星，可以延長衛星的壽命，該公司預估這些延長的工作時間，平均每一個月每一個衛星價值500~800萬美元。

如果利用小行星的揮發物質製造燃料，在太空中補充動力，火星任務的發射次數可能可以減少。

深太空企業希望在10年內能從小行星取得金屬和其他建造大型通訊太空站的建構材料，也許可以取代通訊衛星的功能，之後會轉變為太陽能發電站，將無碳的能量傳回地球讓消費者使用。

圖姆林森表示，目前深太空企業正利用創新的微型科技，建造「螢火蟲」（Firefly）飛行器的小型船隊。他說明，「我手上智慧型手機的運算能力，就比當初阿波羅登月任務的還要強大，比起以前，我們能快速製造驚人的便宜小型機器。想像一條螢火蟲飛行器生產線，已經有許多飛行器架好準備升空，去探勘地球附近任何物體。」

螢火蟲飛行器採用低價位的立方衛星（CubeSat）組成，發射則是利用大型通訊衛星的酬載，因此費用可以共同分擔。

深太空企業計畫在2015年發射第一架螢火蟲飛行器，讓這個55磅（約25公斤）的飛行器在太空中航行2~6個月。

從2016年開始，深太空企業計畫發射更大的飛行器——70磅（約32公斤）的「蜻蜓」（DragonFly），讓它往返小行星並攜帶樣品回地球。根據目的地，蜻蜓飛行器的探勘將歷經2~4年，預計攜回 60~150磅的物質。

圖姆林森在太空探索歷史占有領先位置。他簽署全世界第一團太空旅遊，還讓他們接手和平號太空站，他也是X獎（X Prize）基金會和全世界第一個商用太空設備公司Founded Orbital Outfitters的資助對象。 新一輪太空競賽正展開

不過圖姆林森不是第一個進行開採小行星商業計畫的人。

另一家公司名為「行星資源」（Planetary Resources）早在2012年4月宣布類似的計畫。位於西雅圖的行星資源是由科高（Google）的共同創辦人和佩羅特（Ross Perot, Jr）等億萬富翁贊助。

一顆500公尺大小富含鉑的的小行星，裡頭鉑族金屬的含量是地球過去開採量的總和。

行星資源共同創辦人和董事長戴曼迪斯（Peter Diamandis）表示，「很多地球上的稀有金屬和礦物，在太空的蘊藏量幾乎是取之不竭。取得這些物質越容易，也會壓低微電子學和能源儲存設備的價格，而且這些豐富元素的還有新應用，將帶來重要且嶄新的契機。」

地球附近富含水份的小行星也有助於深度太空探險，因為它能提供太空燃料和水份。

戴曼迪斯表示，「能在太空中取得水資源，將帶來太空探索的革命，讓它具有大幅經濟效益。」

行星資源的另一位共同創辦人和董事長安德森（Eric Anderson）表示，「水份也許是太空中最珍貴的資源，若能接近富含水份的小行星，將大力促成大規模的太陽系探索計畫。水份除了能維持生命，也可裂解為氧和氫，分別作為呼吸的氣體和火箭的推進劑。」

行星資源目前正在建構第一架私人太空望遠鏡Leo。它設計運行在低地球軌道，是接觸近地小行星的敲門磚。

這兩家公司都計畫利用太空衛星，這是約10公分小立方塊，大約2.2磅（約1公斤），是約10年前由加州理工州立大學和史丹佛大學發展出來的，可標準化大學設計來送進太空的酬載。

行星資源目前正在建造Arkyd 100飛行器，其中每一架都佈署立方衛星，也能提供酬載。

兩家公司都計畫讓大眾參與，例如獨家提供發射影像，當然它們也開放投資的可能。

深太空企業的執行總裁甘普（David Gump）表示：「Google的月球X獎（Lunar X Prize）、聯合利華和紅牛等都贊助太空計畫數千萬美元，所以讓螢火蟲飛行器進入太空探勘，將是令人期待的。」他曾首度製造國際太空站的商業電視影像，這是由美國電子器材連鎖零售店「無線電音響城」（RadioShack）所贊助。

甘普說，「大眾將能藉由任務控制（Mission Control）參與螢火蟲和蜻蜓任務，這是公司營銷贊助的線上小行星開採進程，也有其他創新方式讓民眾參與。」

他提到，帶回小行星物質，只是深太空企業更遠大目標的第一步。該公司有一個正在申請專利的科技，名為「微重力鑄造」（MicroGravity Foundry），可以將小行星的原始物質轉化成較複雜的金屬成份。 關鍵技術：微重力鑄造

微重力鑄造是一種3D列印技術，利用雷射指引鎳金屬包覆的氣體介質分布，最終讓鎳金屬精確沉澱成型。

深太空企業的共同創辦人柯維（Stephen Covey）是發明該技術的人，他說：「微重力鑄造是首創的3D列印技術，能在零重力狀態製造高密度和高張力的金屬成份。其他金屬3D印表機利用高溫讓金屬粉末結合，需要重力存在，而且會形成有孔洞的結構，有時使用的低熔點金屬的張力也比較差。」

甘普表示如果火星任務配備微重力鑄造設備，可以列印並替換破損成份，或者是創造全新組件，在執行任務的過程中會更保險。

圖姆林森指出，「在我們學會如何運用小行星以前，我們在太空中都只是個觀光客。而這就是深太空企業的目標——找到、開採並加工太空的資源，幫助保存我們的文明，並期待能擴張人類生存的星球空間。我們的太空代言人（探勘飛行器）正一步步為人類創造驚奇並充滿希望的未來。 」

【參考資料】

- ENS報導

- Toronto Star報導

- CNBC報導