快去宇宙抢矿藏

“壮阔的荒凉。”
这是1969年美国宇航员巴兹·奥尔德林登上月球时的第一印象。现在，尘封40多亿年的月球依然是一片苍凉沉寂，但这不会持续太久。如果太空采矿步入正轨，未来的月球旅行者将看到一副完全不一样的场景：深深的伤痕、忙碌的挖掘机器人和连绵的矿山。
这看起来像是未来主义者幻想中的场景，但并非不可思议。各国公司已经“磨刀霍霍”，准备瓜分宇宙啦！

去太空挖矿

2015年11月，美国总统奥巴马签署了《商业太空发射竞争法案》（又称空间法案）。该法案允许美国公民和公司去太空采矿。这被认为是正式开始瓜分宇宙资源的标志。
大家也许曾疑惑过我国为何要耗巨资打造飞行器，然后只是去月球晃一圈儿。其实，各国登陆月球在某种程度上就是“圈地运动”，划定着陆区域为各自的“势力范围”。
垂涎月球资源的还有俄罗斯和美国。俄罗斯科学家已经制订了在月球开发矿藏的长期计划。而美国航天局每年都会举行一次机器人采矿竞赛；谷歌公司则为月球X大奖提供赞助，如果参赛者能让机器人登上月球并行走500米，就能获得数千万美元的超级大奖。这让美国走在瓜分月球的前列，已经成立了多个致力于开发月球资源的公司，比如月球快递公司已经着手研发用于月球商业发展的飞行器了。
月球上究竟有什么值得这些大国垂涎的呢？
首先是水。美国宇航局已经在月球的极区发现了大量冰冻水。冰可以用来生产宇航员和矿工所需的饮用水、食品和生活用水，也可以被分解成氢气和氧气作为火箭等设备的燃料。事实上，如果无法成功将月球上的水转换成燃料和呼吸所需的氧气，那么月球采矿计划在经济上是不可行的。因为从地球上运送水和氧气去月球的难度和成本都太高，根本不合算。
其次是氦3。氦3是氦的同位素，原子核只有1个中子，它是世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。氦3在地球上的含量极低，但月球却拥有大量的氦3。有人估计，月球上有超过100万吨这种东西。太阳系的氦3是由太阳产生的，它们随着太阳风在宇宙中飘散。但地球的磁场和厚厚的大气层使得氦3几乎无法抵达地球表面，所以地球的氦3含量极低。而月球没有被厚厚的大气层包裹，所以在过去的数十亿年里月球积攒了海量的氦3。
不止氦3，月球上的稀有金属储藏量也比地球多，比如稀土元素的总含量约为225亿～450亿吨，钛铁矿的总含量约为150亿吨。
有人认为，到本世纪中叶，月球或许会成为人类的第七块大陆，人们将在极区建立定居点。
除了月球，还有一些公司把掠夺的爪子伸向了小行星，比如美国的行星资源公司和深空工业公司。小行星被这些公司戏称为唾手可得的“太空水果”。小行星拥有丰富的水和大量在地球上越来越难获得的珍贵资源，比如铂、钇和镧。据估计，小行星地壳中，1吨岩石就至少含有28克的铂。按照市场价，28克铂的价格约为1500美元，这意味着一颗直径30米的小行星就可能含有价值250亿～300亿美元的铂金矿。
除了开采矿藏，小行星还可以作为太空“加水站”，为过往的飞行器提供水。行星资源公司估计，一颗含冰量20%、直径仅为45米的小行星，就足以生产用于航天器飞行所需的液氢和液氧。
还有一些人的想法更大胆，他们计划着是把整颗小行星都给抓过来。这样小行星到了自己的地盘儿之后，要怎么利用岂不更随意。比如，2013年美国宇航局就向美国政府提交了一份“捕捉小行星”的方案。该方案计划捕捉一颗重约500吨的小行星，并把它带入近月轨道，来充当日后宇航员登陆火星时进行补给的中转站。

如何找到矿脉？

无论是在月球还是小行星上采矿，都面临着一些巨大的挑战，首先是要找到富含令人垂涎的矿脉的准确位置，并对其开发价值进行评估。
为了确定矿产的位置，美国宇航局制作了一张月球“寻宝图”，上面显示了月球表面富含珍贵钛矿石的区域。我们知道，不同物质会吸收或反射不同颜色的电磁波，从而具有不同的颜色。据此，美国宇航局的月球探测轨道器配置有多光谱成像仪，它以7个不同波长的电磁波扫描月球表面，得到大量高清晰的照片。照片上不同的颜色便代表不同的矿物，而色彩浓度则代表含量。
知道了矿物的大致分布范围之后，还需要进行实地考察，以确认矿脉确实存在并值得开采。月球快递公司已向美国联邦航空管理局，递交了向月球发射带有取样器和探测器的月球着陆器的申请。如果申请能通过的话，着陆器将于今年发射。着陆器将采集样品，以确定珍贵矿产和水的存在。
和月球相比，勘探小行星面临的难题更多。因为它们数量庞大，成分各异，而且并不是每一个都具有开采价值。为此，行星资源公司收购了小行星数据库。
小行星数据库整理了来自美国宇航局喷气推进实验室和哈佛小行星中心的数据，记录了超过58万颗小行星的科学信息和准确的空间位置，并对它们的经济价值进行评估和排行。通过估算，5个最容易达到的小行星的价值在80亿～950亿美元之间。
行星资源公司将在地球轨道附近派驻大量小行星勘探飞船，上面也放置了多光谱成像仪。同美国宇航局一样，该公司希望把反射率作为评估小行星包含多少资源的指标。一旦发现了富含稀有金属矿产的小行星，公司将发射航天器去小行星上一探究竟。
而深空工业公司更倾向于直接派遣取样飞船去小行星，就地分析其所含资源。因为富含水分的小行星的反射率很低，它们看起来比煤炭还黑，所以很难在黑暗的太空中获得它们的清晰图像。

如何采矿？

找到矿产之后，还要解决如何在低重力或零重力条件下安全着陆和采矿的问题。对于任何被送往其它星球进行挖掘工作的机器人而言，首要的条件便是它必须小巧轻便，以便于放到火箭上进行发射；但反过来，它也必须具有一定的质量，这样才能稳稳地落在那些重力比地球小的星球上，并顺利展开工作。
要兼顾这两点并不容易，至少科学家们目前还做不到。比如2014年11月，欧洲航天局的菲莱登陆器在登陆彗星67P时就出现了失误。登录器着陆的时候被地面弹开，最后降落在悬崖附近。此地的光线不足，导致着陆器供电不足，无法正常工作。小行星的质量和彗星差不多，所以登陆小行星和登陆彗星时所面临的情况差不多——引力很小或没有引力，这使得着陆和取样都是难题。
为了解决在些难题，各个公司各出奇招。在深空工业公司的计划中，派遣到小行星的取样飞船除了检测行星资源，还将一并检测其“可挖掘度”。可挖掘度意即登陆该小行星和挖掘矿产的难易程度。
 曾协助美国宇航局开发勇气号和机遇号火星探测器的蜜蜂机器人公司，设计出了一款多“脚”的小行星水分提取器。它的多只特别设计的“脚”让它能牢牢地附着在小行星表面，哪怕表面如混凝土一样坚硬。小行星水分提取器通过钻孔获取混有冰的土壤，然后从中提取水分以供使用，而剩下的干燥土壤可以作为分析资源的样本。
美国宇航局正在测试用于月球露天开采的采矿机器人。这台名为Rassor（全称“表土层先进表面系统操作机器人”）的采矿机器人两端都有滚轮式的铲斗。这两个挖掘滚轮可以向着相反的方向旋转，互相为对方提供足够大的摩擦附着力，让挖掘工作得以在低重力环境中顺利进行下去。然后，这些小“矿工”将挖掘到的土壤倒入专用的设备中，分离水分和矿物。

谁挖到就归谁？

在不久的将来，我们不仅可以将太空资源运回地球，还可直接在太空建立加工工厂，甚至将破坏地球生态环境的工业迁往太空。
不过在这之前，我们得先明确太空采矿是否合法，采到的矿产都归谁所有？
目前仅有两个国际条约提到过太空矿产开采问题：《外层空间条约》和《月球协定》。二者都认为太空是属于全人类的，人们可以自由开采和利用月球及其他天体的资源。从中我们可以看出，确实是谁挖到就归谁。也就是说，如果我国明天在月球上挖出了几百吨镧的话，我们并没有犯法，并且这些镧都是我们的。
随着太空采矿事业的快速发展，许多经济问题也随之产生。最明显的问题就是所有权冲突。如果有多个公司宣称自己有权利开采某颗小行星，并在上面建立工厂，我们可以想象这些公司及其所在国家间的将爆发的矛盾。事实上，这已不仅仅是资源开采问题了，它已逐渐成为地缘政治问题，没有国家希望其他国家成为某个星球或某项资源唯一的拥有者。
另一个大麻烦是垄断和随之产生的贫富差距。进入太空采矿行业的高成本，加上经济和法律制度不健全，会造成该行业史无前例的垄断。只有极少数人能把公司开到外太空，并建立连锁，其产出将成倍增长，或许到最后会发展成为一个比地球上任何企业都大数百万倍的公司。所以太空采矿业会将资本集中到少数人手中，加剧贫富差距。
不过这些问题都无法阻止人类瓜分宇宙资源的步伐，人类将会建立一个涵盖整个外太空的完整的经济制度和法律体系。到那时，太空中就将布满人类的开采基地，上面穿梭着各种忙碌的机器人。部分人类也将移居于此，负责维护生产设备和进行其他科学研究。