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(shí)現(xiàn)大規(guī)模開采,大約需要50年左右?!彼f。
據(jù)《科技日報(bào)》報(bào)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(bào)告會(huì)上了解,小行星特別是近地小行星,是近期最有價(jià)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(shí)施一次高起點(diǎn)、標(biāo)志性的小行星探測任務(wù)。
葉培建在會(huì)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(jià)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(dòng)力學(xué)可行性角度考慮,我國未來實(shí)施的小行星捕獲任務(wù),或許會(huì)將小行星‘抓’到環(huán)月高軌或日地拉格朗日2點(diǎn)?!比~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)?;蛲卣固綔y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(yùn)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(gè)個(gè)太空移動(dòng)家園。
設(shè)想很美好,和現(xiàn)實(shí)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(shí),涉及參數(shù)識別與分析、科學(xué)價(jià)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí),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。