太空采矿专业院校排名 目前进行太空采矿所具备的条件

得克萨斯州矿业公司沙克尔顿能源公司正在计划一项混合人类和机器人的任务，以提取月球冰，分解分子以产生良好的氢气和氧气，以供应宇宙飞船的储罐。

中国人在 2013 年 12 月首次登陆后，预计将发射一艘机器人宇宙飞船来收集一系列土壤样本，他们感兴趣的是在我们的卫星上建立一个基地，以确保对所谓的稀土的垄断，基本*、电脑等中的矿物质。

尽管 NASA 更专注于火星的未来任务，但它认为月球不仅是未来行星际任务的基地，而且对极地冰层也非常感兴趣，月球勘测轨道飞行器 (LRO) 一直在绘制月球表面的地图。时间，计划到 2020 年在月球上建立一个永久基地。

俄罗斯航天局还计划在 2030 年执行载人月球任务，以安装永久性基地。

近年来，对黄金的热潮，以及对铂、钯、铱等其他非常珍贵的化学元素的热潮，正以越来越大的决心转移到地球之外，尤其是向太阳系中的小行星转移。

就其本身而言，美国宇航局已经对这一领域，或者更确切地说，对小行星的科学探索表现出了具体的兴趣，并于去年春天提出了新小行星倡议，以选择一颗合适的小行星进行捕获，并将其拖到地球和地球之间的中间轨道上。月球，然后由宇航员在肉体中探索。

但即使是私人也确实在搬家。几年前，Planetary Resources 成立，由詹姆斯卡梅隆（泰坦尼克号和阿凡达的导演）、谷歌高管拉里佩奇和埃里克施密特以及维珍集团创始人理查德布兰森资助，他们已经参与了另一次冒险，维珍银河公司的亚轨道旅行让太空旅游成为现实。

一、太空采矿计划
北京时间2013年1月24日消息，据国外媒体报道，美国一小群企业家有一个大计划――在太空采矿。美国加利福尼亚州的新公司深空工业(Deep Space Industries，DSI)22日宣布，它希望在2015年发射一队小行星拦截飞船，用来在附近的小行星上寻找资源，并利用它们造福地球。
该公司董事长里克-特姆林森说：“利用低成本技术和当今的年轻高科技天才对太空项目给我们留下的东西进行的革新，我们将能做到在几年前还被认为无法做到的事情。”这些似乎不可能做到的事情包括：建造所谓的“萤火虫”飞船，用来捕捉近地小行星，即围绕距离地球很近的轨道飞行，或者是距离地面小于3亿英里(4.83亿公里)的小行星。DSI表示，2013年1月24日开始他正在与美国宇航局和其他公司联合实施该计划。这种遥控飞船将会大小不一，它们在太空飞行2到4年后，会把重达150磅(68.04公斤)的矿物送回地球。特姆林森说：“这是打算开采从地球附近经过的小行星上的矿物资源的第一项商业活动。”
然而这项活动才刚刚起步。该公司打算开采小行星上的矿物，并把原材料转变成复杂零件，而且它称，这些年来小行星的数量不断增加。该公司CEO大卫-甘普称：“每年发现超过900颗新小行星从地球附近飞过。这些小行星对于地球，将会像美国明尼苏达州的铁岭矿山(Iron Range)对上个世纪的底特律工业一样重要――需要的重要资源就在手边。这样的话，从小行星上获得的金属和燃料，将会对本世纪的太空产业的发展起到很大促进作用。这是我们希望看到的。”
DSI董事会成员马克-桑特尔称，很多小行星是由像沥青一样的金属和铁镍金属组成的。他形容这些成分是“极贵重材料”，而且它们“将会成为21世纪的主要资源的来源”。桑特尔说：“光开采小行星上的稀有金属并不经济实惠，但是如果把它们制成用于太空业的挥发性大块金属，将会对我们产生很大意义。”该公司有机会取得成功吗？很多太空商业冒险活动均以失败而告终，然而太空探索技术公司是个例外，它已与美国宇航局签署合同，将会向国际空间站发射补给船。
DSI在太空采矿业也有竞争对手，2012年一家名为行星资源(Planetary Resources)的公司宣布相同计划，并称它已经得到Google公司拉里-佩奇和埃里克-施密特、小罗斯-佩罗和詹姆斯-卡梅隆的资助。DSI表示，这项活动也已经有了一些投资者，但是它称，22日宣布的消息有望吸引更多人关注该计划。
目前距离地球最遥远的探测器为旅行者1号，其自1977年发射升空后就开始漫长的行星际之旅，到2013年1月24日已经飞行了182亿公里，按这个速度需要花上7万年才可以抵达半人马座阿尔法星，而该恒星系统前不久发现了一颗奇特的行星。开采小行星资源之所以有助于恒星际飞行，是因为前者可提供相关深空飞船*技术，以及建立空间“加油站”等。科学家估计一颗直径为2.5公里的近地小行星包括价值至少20万亿美元金属资源。
天文学家已经发现了距离地球最近恒星系统中存在行星信号，而且在距离地球11.9光年的鲸鱼座τ星也探测到了行星信号，当第一颗真正的系外可居住星球被发现时，公众支持的高涨也有助于打造恒星际飞船。研究人员估计本世纪末将会进行第一个星际航行任务，人类具有强大的潜力，比如1903年才发明第一架飞机，至2013年1月24日止航空飞行已经成了家常便饭。也有科学家认为这个时间还是太长了，在未来五至十年的短期就会开始执行深空飞行的任务，但是前往另一颗恒星需要花上相当长的时间。
二、开采难度
开采小行星矿产时具有相当大的难度，如果是一颗体积较大的大型小行星就较为容易进行登陆采样，但对于一颗宽度仅50米至500米的小行星就显得困难重重，而且此类天体的行为更像大型空间岩石，表面为零重力场。美国国家航空航天局前火星任务主管克里斯・莱维茨基认为还是先通过Arkyd 300飞掠小行星收集数据，接着才能研制可适用于此类小型天体的挖掘机器人。

三、行星采矿机器人的成本费用
克里斯・列维奇（Chris Lewicki）提及了机器人的*费用，此费用低得令人嗔目结舌。“凭借高速度、高风险的航空器发展，我们将把每个采矿机器人的成本控制在一千万美金以内，把发送及*机器人的总开销控制在一亿美金之内”，这对于其他航空项目而言不过是一个零头。当然这只是总项目的一部分开销罢了。凯克太空研究学院（Keck Institute for Space Studies）的一群科学家及工程师们发布了一份白皮书。白皮书指出，开采小行星作为人类科研或是开发的所需科技已经基本成熟，但这项工作大概需要26亿美金。如果Planetary Resources走得是这条路，看来这钱肯定是省不下来了。

征服太空和宇宙一直是人类的梦想，而太空也是资源开发的最后世界。太空中有很多环绕地球运行的小行星，它们蕴藏着大量的财富，如铂等其他地球上稀缺的稀土资源，在小行星上甚至还有很少量的元素是地球上没有的。太空采矿在过去可以说是非常科幻的构想，很难实现，但是现在，随着新的太空 探索 技术的出现，太空采矿技术也越来越趋近成熟。不过科学家现在对如何从小行星获取资源的方式还有一系列尚未解决的问题。

首先科学家要考虑的是太空采矿的环境影响。地球外的低重力和温度变化意味着机器人和设备必须比地球上使用的更复杂，更耐用。科学家对空间采矿的环境影响进行了初步周期分析，数据表明，与地球上开采的过程相比，太空开采实际上可以显著减少碳排放。在地球上，稀土开采技术，特别是稀有金属开采技术，是一个高污染的过程。开采产生的气体会留在地球大气层中，针对污染问题，未来的小行星公司希望使用更清洁的火箭燃料，进一步减少二氧化碳的排放。

据估计，火箭质量的大约五分之一燃料在火箭发射时会转化为氧化亚氮，这些污染物的温室效应是二氧化碳的300倍。总的来说，与地球上采矿相比，太空采矿可能对环境产生积极的影响。不过在这其中存在很多变数，如小行星的大小和组成，以及太空采矿技术的效率等等。

在太空采矿中还有更多的未知的因素，比如，如果在小行星挖掘现场有生命体或有机分子会怎样？伤害以前未被发现的生命形式或带着外来污染物返回地球，这样的风险是否值得我们旅行？开发太空小行星的开采技术会创造一个全新的就业领域，并彻底改变世界经济。小行星开采有可能会回收数十亿美元的资源。地球上有许多资源是稀缺的，但在小行星上这样的资源却很普遍。

这为未来的太空采矿业创造了巨大的经济潜力，由于经济激励，一些国家开始提供监管和财政激励，以鼓励空间采矿业。卢森堡就颁布了一项立法，允许公司将其开采的任何资源从天体上保留下来，并向空间采矿业投资了约2亿欧元和数百位科学家以支持这项研究。

空间采矿业的扩张可能会导致地球上传统采矿业暂时失业，不过大家不需要担心，随着新产业的发展，可能会创造许多新的就业机会。由于开发完成一项完整的空间采矿任务并将材料带回地球所需的技术需要数年或者数十年的时间，因此不可能知道目前对空间采矿业的投资是否可以成功，不过众多投资者心怀憧憬。

在加利福尼亚州圣何塞的一个工业园里，格兰特・博宁手里拿着一个看起来像是金属水瓶的东西。他开玩笑说，这是他公司的“蒸汽壶”的外壳，格兰特・博宁随后解释道：这是一种小型宇宙飞船的推进系统，使用加热到1000摄氏度的超热水蒸汽来产生推力，该公司迄今为止已售出约400台。

这确实是火箭科学，但博宁的初创公司的最终目标是开采小行星。博宁初创公司的科学家认为，小行星未来会被开采的一个主要原因是它们的岩土沉积物中的水，而这些水的主要用途之一可以作为宇宙飞船的推进剂。探测器和其他航天器将能够在太空中直接从水中产生的氢和氧补充燃料，使它们能够在任何他们想要的地方愉快地飞驰而不至于担心能源问题。但是，在建造一个以加油站为中心的太阳能系统的想法实现之前，需要的是更多的可以利用水运行的航天器。

西雅图行星资源公司DSI，由谷歌联合创始人拉里・佩奇和理查德・布兰森等投资者于2009年创立。其他较小的公司包括Aten工程公司和Transastra公司，两家公司都位于美国。在英国也有小行星采矿公司，想要实现这一目标的是AMC公司。该公司成立于2016年，由23岁的米奇・亨特・斯卡利昂（Mitch Hunter Scullion）经营。

其实这些公司已经发现了这个问题，那就是我们文明的下一步必然是向太空扩张。地球太小了，我们的人口越来越多，为了有限的资源而斗争。为了文明能够长期存在，我们需要成为一个多行星、适应太空生活的物种。格兰特・博宁说：小行星就好像是送到嘴边的肉块，它们的重力可以忽略不计，因此很容易将物体移开。与地球或月球不同，它们太小，没有任何可感知的重力，所以从它们身上剥离物质应该很容易。在地球附近一共有18000颗小行星，而且还在不断增加。其中的一些小行星，距离我们比较近，也对我们的星球构成了潜在的危险。博宁开玩笑的说：我们正在受到金钱的威胁……

要说现在进行的“采矿业”，还是要数美国宇航局的奥西里斯雷克斯小行星探测器计划了，其实严格来说奥西里斯雷克斯小行星探测计划只能说是采集样本。奥西里斯雷克斯于2018年12月与小行星本努会合，本努小行星上有很多冰土和矿物。该航天器将绕着直径为半公里的物体飞行，绘制地图，然后提取1500克样本返回地球。

在此之前，在2018年年中，日本航空航天勘探局的Hayabusa2号宇宙飞船与近地小行星Ryugu会合，这也是一个采集样本并且返回地球的任务。这是迄今为止从小行星带回的唯一一个物质样本。

亚利桑那大学的行星科学家、任务负责人但丁・劳雷塔说：“奥西里斯・雷克斯是任何小行星采矿活动的可行性概念证明。”

对于小行星的开采，DSI的长期愿景是一大群低成本的小型宇宙飞船，它们将一次发射到许多探测器或者采矿设备近地小行星上，先采集少量的原材料，并将其聚集在一个零时的小仓库中，该仓库将建在地球和月球之间的某个地点。

不过在任何开采之前，都要先进行勘探。AMC公司希望在2020年将一颗卫星送入环绕地球的轨道，对近地小行星进行光谱分析，以了解它们是由什么构成的。该公司计划在本月晚些时候发起一场众筹活动，开始筹集预计项目所需的230万英镑。

AMC公司开发了专门的黏土矿物检测技术。它目前正在利用地球矿物进行实践，这项技术其实已经利用在了一颗卫星上，这颗卫星于2018年1月勘测了小行星。DSI公司也有接近地球小行星的野心，2020年，它打算展示一个被称为“探险者”的低成本小型航天器发射升空，探测小行星其燃料也将主要来自水。

太空采矿的前景是巨大的，期待有一天我们得飞船可以真正前往小行星采矿，而不是去取样本。在这之前还需要很多技术的积累和进步，不过人类虽然十分渺小，但是梦想十分远大，加油吧。

当人类走出地球，看到浩瀚宇宙的那一刻，我们就不再怀疑外星文明的存在。不管是是从宇宙浩瀚的角度还是从宇宙年龄的角度分析，外星文明存在的概率基本是100%.

我们知道，外星文明大概率是存在的，那么有一个问题我们就不得不思考，那就是外星文明的实力如何？根据大爆炸理论，宇宙诞生到现在已经有138亿年，在如此漫长的时间里，不同的时间段都可能会有生命星球的诞生，有文明的诞生，而人类文明形成到现在也不过才万年左右。

所以，站在宇宙年龄的角度，我们可以想到，在浩瀚的宇宙中应该存在着很多比人类先进的强大文明。不同的宇宙文明有着不同的实力，那么对于宇宙文明的实力我们要如何进行划分？有什么样的标准吗？

由于我们还没有真正见过外星文明，也没有真正接触到宇宙文明的圈子，所以我们并不知道宇宙文明的实力到底是如何划分的。当然，这并不能阻碍人类对于宇宙文明实力划分的一些猜测，上个世纪，尼古拉・卡尔达根据文明对能源的使用强弱，提出了“卡尔达肖夫指数”，将宇宙文明划分为三个等级。

我们从人类文明发展的历程可以看出，能源是 科技 发展的基础，能源的进步也是 科技 的进步，它决定了 科技 发展的速度和高度。而越强大的 科技 实力对于能源的数量和质量要求也会越来越高。

人类在走进 科技 时代之后，一直使用的都是化石类能源，这类能源属于不可再生的自然能源，它从一定程度上大大促进了人类 科技 的飞速进步。可是化石类能源在宇宙各种能源中，属于一种低级能源，它无法让人类真正突破文明壁垒，升级为一级文明。

根据“卡尔达肖夫指数”提出的文明划分标准，一级文明是指可以利用母星上的所有能源，而人类现在还无法使用地球上的所有能源，因此，按照这个划分标准，人类现在只能算是0.7级文明，离一级文明还有0.3级的差距。

可不要小瞧这0.3级的差距，那是一道深不见底的鸿沟，在一级文明的面前，人类现在的这点 科技 根据不算什么，二者有着巨大的差距。看到这里，可能很多朋友都非常好奇：一级文明有多么厉害？

前面我们说了，能源是衡量一个文明实力的主要参考依据，人类想要从0.7级文明升级为一级文明，自然也需要能源的重大突破，而这种能源并不是化石类能源，而是现在一直在进行研究 探索 的可控核聚变。

可控核聚变的强大我们不用怀疑，恒星内部就是一个巨大的核聚变反应堆，它释放出的能量照耀了整个星系，可见它的能量有多么强大。而核聚变能否实现也是人类能否成为一级文明的关键，一旦它实现了，那么化石类能源将会被逐渐淘汰，退出能源舞台。

可控核聚变是一种清洁能源，不会对地球的生态环境千万污染，不像现在的化石能源的大量使用，已经对地球的生态产生了越来越严重的破坏。我们可以想到，未来一段时间内，地球的生态还会继续恶化，直到人类成功实现可控核聚变，地球的生态环境才会逐渐转好。

可控核聚变这种清洁能源具备能量转化率更高，污染更高，成本更小的诸多优势，当它取代化石能源之后，也就是人类文明跨入一级文明的时刻。这是人类文明从低级走向高级的重要一步。

更重要的是，可控核聚变的实现也让人类真正具备了走出太阳系，进行星际 探索 的初步能力。要 探索 宇宙星空，速度是第一要求，如果飞船的速度不够快，我们连一个小小的太阳系都无法走出去，更不要说 探索 系外空间了。

而要获得更快的速度，能源质量是关键，化石能源再多再强大，它的能源级别始终处于低级能源，无法真正给飞船提供更强大的动力。只有核聚变能源才能够让飞船有希望实现亚光速飞行，从而能够 探索 太阳系附近的星系。

有了初步星际 探索 的能力之后，人类文明也将迎来一次巨大的飞跃和发展，我们不仅可以开采太阳系的大量资源，而且还能够初步实现星际殖民，将人类文明的种子撒播到其他星系的宜居星球上。

当然，一级文明的实力可远远不止这些，根据“卡尔达肖夫指数”，一级文明能够利用母星上的所有能源，因此除了核聚变能源之外，地热能，风能、潮汐能等等都能够进行高效地使用。

能够利用地球上的所有能源，也意味着人类将彻底掌控地球，成为大自然的主人。要知道以人类现在的 科技 ，大自然我们还是无法战胜的，不管是面对海啸，地震还是火山喷发等，人类现在只能进行被动的防御。

可是成为一级文明之后，人类将能源完全控制行星的一切，改变和控制全球气候，这样各种各样的自然灾难就不会轻易发生。即使是复杂的地质活动，我们也可以进行有效的干预，让地震，火山喷发等这样的地质灾害不会发生或者发生的影响降低最低。

除了这些，一级文明对基因科学的研究也进入了新的层次，那个时候通过基因技术，人类的身体素质将大幅提高，各种恶性的疾病将永远远离人类，同时人类的寿命也会大幅增长。

一级文明是人类 探索 宇宙的重要转折点，那个时候我们才能够初步走向星辰大海，具备宇宙文明竞争的初步实力。要知道，一旦人类走出太阳系，就有可能跟其他的外星文明接触上，若是没有一定的实力，一旦遭遇恶意文明，那对于人类来说可能将是一场洗劫。

一级文明如此强大，那么人类何时才能够达到？曾经有人认为，人类只需要再发展数百年就能够成为一个强大的一级文明。那么真的会是如此吗？其实这种认知有点理想化了，要知道人类文明走完0.7级花费了大约6000多年的时间。

物理学家加来道雄在其著作中表示：依照人类现在 科技 的发展速度，我们要升级成为一级文明，至少还需要3000年的时间才有希望达到。由此可见，人类想要真正成为地球的主宰，具备走向星辰大海的实力，还需要一段漫长的路要走。

第一，需要屏蔽宇宙射线对人类和采矿设备的影响。小行星缺少大气层的遮挡，因而地面直接暴露在宇宙射线之下。宇宙射线包含89%的质子，10%的α粒子，1%的重元素，还有一些β粒子和γ射线等，能量高达10的20次方电子伏，比地球上的粒子加速器可以达到的能量高了7-8个数量级。第二，小行星的质量远远小于地球，表面的重力微乎其微，在这样的条件下，采矿设备连直立都无法做到，更不要说处理坚硬的岩石了。
为了解决这两个难题，近日，科学家提出了新的设想――将采矿基地建在小行星内部，并且用数学方法证明了在几百米直径的小行星内部建造一个圆柱形基地是可行的。
显然，这样做可以屏蔽宇宙射线。除此之外，小行星自转产生的离心力，产生与地球重力相近的力学效果，使采矿设备保持直立，并充分发挥作用。科学家经过计算得知，只要小行星的自转速度达到每分钟1-3次，所产生的离心力，就可以达到地球重力的38%，与火星表面的重力相当。
这个设想还没有经过严谨的同行评议，但有科学家进一步指出，小行星上的岩石必须满足一定的地质条件，否则会在基地建造过程中碎裂。
奥地利维也纳大学的托马斯・梅因德尔博士（Thomas Maindl）认为，根据人类现在的科技水平，至少要等20年才可能实现小行星采矿。