更新时间:2025年07月31日
文章来源:广西k8凯发20周年师范
K8凯发 娱乐旗舰太空采矿离现实还有多远|上体育课课用跳D的感觉|
K8凯发娱乐ღ✿ღღ,社会科学ღ✿ღღ,k8凯发20年ღ✿ღღ。浩瀚宇宙中蕴藏的丰富资源ღ✿ღღ,一直吸引着科学家去探寻ღ✿ღღ。前不久ღ✿ღღ,中国矿业大学研制出我国首台太空采矿机器人ღ✿ღღ,这一科技突破ღ✿ღღ,再次引起人们对太空资源的关注ღ✿ღღ。为了追逐太空采矿梦想ღ✿ღღ,科学家在太空资源勘查ღ✿ღღ、钻孔技术及原位利用等方面开展了一系列探索研究上体育课课用跳D的感觉ღ✿ღღ。“星际矿工”如何采矿?本期“瞰前沿”ღ✿ღღ,我们就来看看太空采矿离现实还有多远ღ✿ღღ。
太空有哪些资源?远的不说ღ✿ღღ,月球ღ✿ღღ、太阳系中的小行星等就蕴藏着丰富的资源ღ✿ღღ,其中一些还是地球缺乏的ღ✿ღღ。科学家发现ღ✿ღღ,月壤含有丰富的太阳风气体ღ✿ღღ,其中有可控核聚变的重要原料氦3ღ✿ღღ;月球上广泛分布的克里普岩ღ✿ღღ,富含钍元素和稀土元素ღ✿ღღ,且储量很可观ღ✿ღღ。
在木星和火星轨道之间有一个小行星带ღ✿ღღ,主要由岩石和金属构成的小天体组成ღ✿ღღ。这些小天体富含铁ღ✿ღღ、镍ღ✿ღღ、钴ღ✿ღღ、铂族金属等ღ✿ღღ,以及水冰和氢氧化物ღ✿ღღ,可用于太空基建K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ、能源供应和生命支持等K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。
太空采矿的意义不止于此K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。“太空采矿与空间技术ღ✿ღღ、采矿学上体育课课用跳D的感觉ღ✿ღღ、空间信息科技以及天文学ღ✿ღღ、行星科学等密切相关ღ✿ღღ,能够牵引科技与太空探索的发展ღ✿ღღ。”中国矿业大学机电工程学院教授刘新华说ღ✿ღღ。
近地小行星因其资源集中ღ✿ღღ、开发潜力大且技术门槛较低ღ✿ღღ,成为科学界关注的热点ღ✿ღღ。刘新华介绍ღ✿ღღ,小行星带中的铂族金属储量惊人ღ✿ღღ,一颗直径1公里的小行星可能蕴含1亿吨铂ღ✿ღღ,潜在开采价值很高ღ✿ღღ。
哪些太空资源值得开采?在广东深圳科学技术馆馆长ღ✿ღღ、深圳理工大学教授郑永春看来ღ✿ღღ,太空资源主要包括两方面ღ✿ღღ,即地球上稀缺的ღ✿ღღ、值得花巨大代价去开采的一些高价值资源ღ✿ღღ,以及长期太空生活所需的资源(比如有机物ღ✿ღღ、水)ღ✿ღღ。“有的资源从地球上带过去ღ✿ღღ,成本非常高ღ✿ღღ,必须原位利用ღ✿ღღ。”郑永春说ღ✿ღღ。
哈勃望远镜曾对小行星带内的灵神星进行光谱分析ღ✿ღღ,发现它的金属含量高达82.5%ღ✿ღღ,且这些金属大多暴露在表面ღ✿ღღ。
郑永春解释ღ✿ღღ,小行星是太阳系形成之后的残留物ღ✿ღღ,有的以岩石为主ღ✿ღღ,有的以金属为主ღ✿ღღ。据估计ღ✿ღღ,灵神星的主要成分是硅酸盐岩石和铁ღ✿ღღ、镍等金属K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。
首先是微重力环境作业的挑战ღ✿ღღ。小行星质量相对较小ღ✿ღღ,引力极低K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ,有的甚至接近零重力ღ✿ღღ。传统采矿设备在这样的环境里难以稳定作业ღ✿ღღ,可能因反作用力而失控ღ✿ღღ,矿石采集运输效率极低ღ✿ღღ。
“我们团队开发的太空采矿机器人ღ✿ღღ,其基本形态为6足模式ღ✿ღღ,有3个轮足和3个爪足ღ✿ღღ,主要是为了适应太空中的微重力环境ღ✿ღღ。”刘新华说ღ✿ღღ,为解决失重带来的漂移ღ✿ღღ,科研团队模拟昆虫的爪刺结构ღ✿ღღ,设计了特殊的爪刺足ღ✿ღღ。
除微重力的问题外ღ✿ღღ,太空采矿工作还要面对原位资源利用的技术限制ღ✿ღღ、极端辐射等情况ღ✿ღღ,以及深空通信ღ✿ღღ、能源供应ღ✿ღღ、运输物流等困难ღ✿ღღ,每一个都是巨大的挑战ღ✿ღღ。
以能源供应为例ღ✿ღღ,传统的深空探测依赖太阳能ღ✿ღღ,深空或小行星带光照弱ღ✿ღღ,太阳能电池效率大幅下降ღ✿ღღ。小型核反应堆仍处于试验阶段ღ✿ღღ,稳定性和安全性有待验证ღ✿ღღ。“长期任务依赖可持续能源ღ✿ღღ,现有技术难以满足高能耗需求ღ✿ღღ。”刘新华说ღ✿ღღ。
“将矿石从深空运回需克服巨大引力场ღ✿ღღ,燃料消耗成本极高ღ✿ღღ;若资源用于建设月球和火星基地ღ✿ღღ,需建立轨道中转站和可重复运输系统ღ✿ღღ,目前技术成熟度低K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。”刘新华说ღ✿ღღ。
为解决一系列难题ღ✿ღღ,刘新华教授团队在实验室模拟近地小行星环境ღ✿ღღ,在地面对太空采矿机器人工作进行验证ღ✿ღღ。结果显示ღ✿ღღ,该机器人结合轮足与爪足设计ღ✿ღღ,能够适应月球和小行星的复杂地形ღ✿ღღ,集移动ღ✿ღღ、锚固ღ✿ღღ、钻探和采样功能于一体ღ✿ღღ,可同时处理多种资源ღ✿ღღ。另外ღ✿ღღ,通过模拟微重力的悬挂机构ღ✿ღღ,测试了该机器人运动特性的可行性K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。
“太空采矿成本主要与运载能力相关ღ✿ღღ。”郑永春说ღ✿ღღ,大幅度降低从地球到太空之间的运输成本ღ✿ღღ,是“星际采矿”的前提ღ✿ღღ,因此实现火箭重复利用非常关键ღ✿ღღ。
有关太空采矿的研究目前仍处于初级阶段ღ✿ღღ。经过半个多世纪的深空探测ღ✿ღღ,人类积累了较为丰富的资料及前期技术ღ✿ღღ,其中部分技术经过改造ღ✿ღღ、深化ღ✿ღღ,未来可用于太空采矿上体育课课用跳D的感觉ღ✿ღღ,例如资源勘查ღ✿ღღ、钻孔技术及原位资源利用等ღ✿ღღ。
在太空采矿装备的研发方面ღ✿ღღ,刘新华说ღ✿ღღ,国际科学界推进的研发主要集中在自主机器人ღ✿ღღ、原位资源利用ღ✿ღღ、微重力环境作业ღ✿ღღ、高效能源系统和材料技术等领域ღ✿ღღ。例如ღ✿ღღ,日本和美国成功验证了小行星采样技术ღ✿ღღ;美国国家航空航天局专为月球采矿设计了机器人ღ✿ღღ,配备旋转挖掘臂ღ✿ღღ,可在低重力环境下高效采集月壤ღ✿ღღ。
“短期内ღ✿ღღ,试验性开采将以月球和小行星为目标ღ✿ღღ,推动技术验证和商业化探索ღ✿ღღ;中长期来看ღ✿ღღ,太空采矿有望实现规模化ღ✿ღღ,支持月球和火星基地建设ღ✿ღღ,并催生太空经济上体育课课用跳D的感觉ღ✿ღღ。”刘新华说ღ✿ღღ。
郑永春认为ღ✿ღღ,太空采矿的主要目的是满足未来人类在太空中长期生活的需求ღ✿ღღ,比如建立月球基地ღ✿ღღ、火星城市等ღ✿ღღ。“很大程度上ღ✿ღღ,太空探索的进展程度取决于人类的决心K8凯发 娱乐旗舰ღ✿ღღ。太空探索的投入似乎看不到产出ღ✿ღღ,但会对科学发现和技术进步产生巨大的带动作用ღ✿ღღ,从而产生巨大的经济和社会价值ღ✿ღღ。”
在刘新华的设想中ღ✿ღღ,它是全自主的“太空工厂”ღ✿ღღ,即具备自修复能力与跨天体适应性ღ✿ღღ,可以远程操控ღ✿ღღ,或通过脑机接口实现人机深度融合ღ✿ღღ。要实现这些ღ✿ღღ,有赖于人工智能ღ✿ღღ、材料科学和能源技术等方面的突破ღ✿ღღ,以及全球太空资源开发上的深度合作ღ✿ღღ。
太空采矿机器人目前仍处于持续完善中ღ✿ღღ。“团队将围绕模块化上体育课课用跳D的感觉ღ✿ღღ、智能化和资源高效利用等方面持续优化ღ✿ღღ。”刘新华说ღ✿ღღ。
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