院士葉培建：去小行星采礦將是航天發(fā)展方向之一

我國著名空間飛行器總體、信息處理專家葉培建院士5月8日表示，小行星資源開發(fā)必將是未來航天發(fā)展方向之一。“我國只要去做，10年內(nèi)就能開展示范性工程；要實現(xiàn)大規(guī)模開采，大約需要50年左右。”他說。

據(jù)《科技日報》報道，記者從當(dāng)日在中國航天科技集團(tuán)公司五院舉行的小行星探測學(xué)術(shù)報告會上了解，小行星特別是近地小行星，是近期最有價值的太空探索目標(biāo)之一。五院月球和深空探測領(lǐng)域辦公室技術(shù)負(fù)責(zé)人黃江川認(rèn)為，我國應(yīng)在“十四五”期間實施一次高起點、標(biāo)志性的小行星探測任務(wù)。

葉培建在會上表示，利用小行星天體自身的軌道特性、物質(zhì)特性等，朝陽鐵精粉開發(fā)的可能性有很多。例如有些小行星稀有金屬含量能達(dá)到地球的數(shù)倍，價值幾十萬億美元；小行星整體也可以作為巨型航天器進(jìn)行開發(fā)。目前主要的設(shè)想方案，包括將其作為資源開發(fā)平臺和星際航行平臺。

資源開發(fā)平臺近期方案設(shè)想是，捕獲一顆小行星，將其控制在可達(dá)范圍內(nèi)，然后開展機(jī)器人或載人資源開采，獲取小行星上的稀有資源后返回地球；或者直接利用小行星的礦物資源，開展在軌建造工作等。

“從未來載人小行星探測的銜接性、提取小行星資源支持后續(xù)深空探測任務(wù)角度，以及捕獲后對地球的碰撞威脅、動力學(xué)可行性角度考慮，我國未來實施的小行星捕獲任務(wù)，或許會將小行星‘抓’到環(huán)月高軌或日地拉格朗日2點。”葉培建說。

該方案的遠(yuǎn)期設(shè)想，是將小行星作為太空中轉(zhuǎn)站，為人類建立空間設(shè)施及星際航行轉(zhuǎn)移系統(tǒng)提供基礎(chǔ)材料，開展更深遠(yuǎn)探測任務(wù)。

星際航行平臺方案將對小行星的軌道進(jìn)行利用。其設(shè)想是，讓探測器在小行星表面著陸，或休眠或開展探測，其間將小行星作為擺渡平臺。當(dāng)小行星到達(dá)合適的位置，探測器再飛向深空目標(biāo)。此舉可減少探測器的推進(jìn)劑需求，降低探測器規(guī)模或拓展探測距離。未來，人類還能在小行星上建立密閉的大型生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，利用小行星的能源收集和供給維持系統(tǒng)運行；利用小天體自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力模擬地球重力環(huán)境，以滿足宇航員的居住要求，形成一個個太空移動家園。

設(shè)想很美好，和現(xiàn)實之間卻隔著眾多技術(shù)坎。葉培建說，小行星探測在“選、探、控、用”等方面涉及諸多關(guān)鍵核心技術(shù)。比如在選擇小行星目標(biāo)時，涉及參數(shù)識別與分析、科學(xué)價值評估、工程可行性分析等；對目標(biāo)小行星開展前期探測，要解決長時間星際飛行電源與燃料供給、深空暗弱目標(biāo)自主導(dǎo)航，以及弱引力天體的捕獲、著陸與附著、表面運動等問題；對于選擇并到達(dá)的小行星目標(biāo)，需解決如何在近距離實現(xiàn)小行星操控作業(yè)的問題，包括消除小行星的自旋，朝陽鐵粉偏移它的軌道或?qū)⑵滢D(zhuǎn)移至目標(biāo)區(qū)域等。

對小行星資源進(jìn)行開發(fā)利用時，首先要攻克原位資源利用技術(shù)。葉培建說，這是勘測、獲取地外天體的天然或廢棄資源，用于維持可長期在地外生存產(chǎn)品和服務(wù)的技術(shù)。包括對目的地的勘測、勘探，原始資源的采集和預(yù)處理，原始資源轉(zhuǎn)化為推進(jìn)劑、能源、生保等消耗品的加工生產(chǎn)過程，以及支持原位資源利用的工廠和設(shè)備支持。