【這顆小行星有7萬億億美元的礦產，開採資源，人類能獲得顯著發展】

                      2019年07月23日 00:45 新浪網  作者： 飛春讀史傳

人類發展太空探索專案，一個重要的目的是尋找更多稀缺資源。地球上的資源儲量有限，即使有，大部分也難以開採，對於目前技術水準的人類而言，如果能減少用於開採資源的成本支出，那麼將能帶來顯著的經濟效益增長。太空採礦雖然還沒有嘗試的先例，但是新的火箭技術的發展，很多公司已經對此有了更長遠的計畫。

根據有關報導，美國將在2022年派遣一艘飛船去往一顆小行星，這顆小行星上有著儲量豐富的金屬資源。這顆叫靈神星的小行星和一般的小行星不同，在它上面開採金屬礦產資源更加容易。因為它的特殊性，有人估算了其上面蘊藏的金屬資源的價值，達70000億億美元。這個概念可能很多人都一下子懵圈了，換個說法，這麼多錢如果平均到地球上每個人，那麼每人能分到近1000億美元，而世界首富的淨資產僅比這多一點點。靈神星之所以這麼特別，可能是因為它被一個更大的天體撞擊後失去了外殼。一般一個天體內部引力效應更大，一些較重的元素容易沉積到天體核心，靈神星被撞擊的只剩下了其金屬核心，這樣開採其金屬礦藏就更加容易了。

這個天體主要由鐵、鎳及鉑、金等貴重金屬構成，這些資源在地球上儲量有限，而且越開採難度越大，這樣實際經濟效益減少了很多。靈神星的金屬資源分佈在其表面和內部，只需由外到內開採就能獲取其金屬資源，在開採成本上花費不多。這次NASA準備發射飛船前往這一小行星，一方面是為了獲知更多關於行星起源的資訊，這類金屬核心天體並不多見，靈神星顯然是一個研究行星內核很好的樣本。另一方面，太空採礦的發展需要先進行一些探測，NASA派遣的這艘飛船也承擔著探究開採這顆小行星上的資源的可能性的任務。從另一種角度來看，人類開採地球上的資源已經有很長一段時間了，一些探明的礦藏也被開發的所剩無幾，開發更深地層下的資源成本投入又太高。

這樣尋找一個更適合開發資源的途徑就顯得很有必要，小行星數量眾多，一些小行星上有著地球上稀缺的資源，對這些小行星上的資源進行開採，既能發展航太飛行器的技術，還能緩解地球上的資源緊張。說到這顆小行星上的資源的價值，如果人類真的能大規模對這顆小行星進行開發，那麼資源的價格也將下降。實際上可能靈神星的礦產資源不會值那麼多錢，但它能改變目前人類的資源開採模式。太空資源作為一種更有價值的資源，它不僅是衡量一個文明先進程度的標誌，還能幫助一個文明拓展活動領域。

有了這顆小行星上的資源作為發展基礎，人類的生產模式將能上升一個等級。在靈神星上建立工廠，直接對開採的礦物進行提純加工，這樣能進一步提升對這顆小行星上的資源的利用率。不過這似乎有點難度，因為這顆小行星體積太小，引力效應太弱，如果建工廠可能一些設備不能正常運轉。將其資源運送到火星上，這樣可能會更有效率。看起來開採這顆小行星沒有太大難度，實際上太空採礦還沒有實際嘗試先例，因此一些問題可能會在後續過程中展現出來。解決這些問題也標誌著人類有能力對太陽系進行更大程度的開發。人類文明也會在這一過程中獲得進步，這也是人類去往更遙遠星際空間所必須的基礎。

             

      【往天上“撒星星”，太空會“擁堵”嗎？】 來源：中國科學報

                                     2019年07月25日 10:19 新浪科技綜合

2019年5月24日，美國太空探索技術公司SpaceX往天上撒了一大把“星星”——星鏈（Starlink）計畫的首批60顆衛星通過獵鷹9號火箭發射升空。6月28日，該公司發言人公開宣佈，60顆衛星中已有45顆進入距地面550公里的軌道，有3顆衛星失聯。

此次發射是星鏈計畫啟動的第一步，未來，SpaceX還將繼續分批發射成千上萬顆衛星以組成網路。“星鏈計畫將在全球範圍內提供可靠且價格合理的高速寬頻服務。”該公司通過社交媒體表示。

批量發射衛星的想法不只SpaceX有。全球範圍內，不少有實力的機構和公司都在考慮通過發射多顆衛星形成互聯網或物聯網並提供應用。

在接受《中國科學報》採訪時，中科院微小衛星創新研究院微納衛星研究所副所長張科科表示，從技術角度看，衛星的批量化生產和發射都可以實現，“但要看這件事是否‘划算’”。

的確，往太空“撒星星”怎樣實現、是否“划算”，以及如何保證盡可能少地製造太空垃圾，是幾個必須要面對的問題。

批量發射還看用戶需求

自1957年世界第一顆人造衛星飛向太空以來，人類一直在刷新紀錄：航天器向功耗更低、集成度更高的方向發展，規模化的組網設計愈加成熟，衛星發射的性價比逐漸提高。

衛星可根據與地球表面的距離分為中高軌衛星（2000~40000公里）和低軌衛星（500~2000公里）。以用於通信的衛星為例，近年來高軌衛星通信網路基本搭建完成，人們將目光轉向了時延更低、允許更多用戶接入的低軌衛星。但低軌衛星若要實現更廣泛的覆蓋，則需要批量發射，形成相對密集的星座網路。

目前單顆實用化的商用微納衛星造價在千萬級別。張科科表示，衛星的批量發射是“性價比更高”的操作，因為能夠降低和分攤每顆衛星的發射成本。這也是SpaceX首批發射的60顆衛星要通過一枚獵鷹9號火箭來實現的原因。

星鏈計畫採用平板式設計的衛星，單顆重量為227千克，折疊起來體積與一張辦公桌相當。進入軌道後，這些衛星的太陽能帆板就會展開。這種堆疊設計可最大限度地利用獵鷹9號火箭的運力。

未來，SpaceX還將繼續以“一箭60顆”的模式持續發送衛星。據該公司公佈的消息，星鏈計畫發射800顆左右的衛星後，即可開始提供商業服務。

張科科告訴記者，要想降低衛星發射的成本，就要將衛星盡可能“又快又多”地“打”到天上去。這也意味著，衛星製造和火箭發射工作都要高效進行。“利潤是最終的一個經濟指標，衛星的批量化、工業化生產是手段之一。批量化生產會實現效率提升和成本控制，間接保證合理利潤。”他說。

不過，儘管衛星的批量發射能在技術層面實現，但更重要的是對標用戶需求和有足夠大的市場容量。

對從事空間科學實驗的研究者而言，批量發射衛星意味著能大大縮短實驗週期、提高實驗頻率，但目前來看需求物件不甚明顯。

中科院上海矽酸鹽研究所副研究員張明輝多年來一直從事空間材料與實驗技術研究。他在接受採訪時表示：“批量發射衛星意味著可以搭載很多科學實驗，找到合適的用戶、篩選合適的科學專案是一項需要時間的工作。另一個需要考慮的是經費，也就是發射的成本由誰來承擔的問題。”

干擾觀測？可通過技術手段規避

當星鏈計畫完成十餘次發射任務時，大量低軌衛星就會密集地覆蓋在地球表面，這是否會對其他研究者的觀測產生影響？數名研究人員對《中國科學報》表示，會產生一定程度的干擾，但可通過一系列技術手段減輕或規避。

以射電天文學觀測為例，觀測設備會依據現有的衛星資料庫對衛星產生的干擾進行等級劃分。當衛星的固定頻率覆蓋到觀測頻率時，會對接收機工作產生影響，這種異常信號可以直接在觀測資料中被識別。

當干擾強度級別較高時，可以通過暫時關閉接收機等方式規避影響。不過，低軌衛星的運行速度可達每秒數公里，因此衛星過境時，雖然會產生一定干擾，但大多持續時間不長，從幾分鐘到十幾分鐘不等。對長時間針對某一個方向觀測的天文學研究來說，處於運動狀態的衛星所產生的干擾可在資料處理過程中排除。

除了天文觀測，大量的衛星是否會帶來光污染？

張科科表示，衛星本身處於運動狀態，如果地面的觀測者、衛星和太陽三者的位置形成特殊的空間幾何關係，衛星會處於鏡面反射狀態，“瞬間會比較亮，但這種特殊的位置關係持續時間不會太長”。

由於反射產生的干擾也可通過調整衛星來規避。如改變衛星的結構構型設計、對衛星外表面材料做特殊處理、調整衛星空間運行姿態和方式，讓衛星變得“更低調”，來實現鏡面反射到漫反射的轉變。

回收或自我銷毀 做個“懂事”的衛星

儘管衛星不會造成嚴重的光污染，但空間中現存的太空碎片值得人們警惕。多顆衛星發射升空後，如何讓其儘量少變成太空碎片？回收或“自行了斷”都是解決方法。

張明輝告訴記者，有些用於科學實驗的衛星在設計之初就考慮了回收的問題。中國是全球第三個掌握衛星回收技術的國家，目前在軌道控制技術、制動技術等方面取得了諸多進展。

回收是一項複雜的系統工程，張明輝表示，衛星的回收對運載火箭有著高導航精度要求，只有在正確的時間到達準確的軌道，才能實現回收。在正式回收前，衛星還需要調整姿態，脫離原有軌道並轉入過渡軌道做自由下降運動，經歷多次減速後，降落在陸地上或海洋中。

更多衛星的宿命則是燃燒。衛星離軌進入大氣層時，由於阻力增加，其運動速度急劇下降，外殼溫度急劇上升，在接觸大氣層後燒毀。SpaceX發言人表示，此次星鏈計畫中失聯的衛星在燃料耗盡後，也將被地心引力“吸入”大氣層並燒毀。

張科科表示，低軌衛星大多在距離地球500公里到1000公里的範圍內“紮堆”。一方面會導致太空中“交通擁堵”，另一方面，失效的航天器若不離軌，可能逐步分解，並因撞擊產生釐米級、毫米級和納米級的碎片。在軌衛星若是碰上，輕則可能產生劃痕、凹坑，重則可能直接損毀。

據統計，全球各國總計發射的衛星有近萬顆，在軌運行的衛星目前有1700餘顆，而空間碎片的數量遠大於此。避免製造更多的空間碎片，已經是國際共識。

為減少太空垃圾，我國在“十五”期間就開始嚴格控制空間活動產生空間碎片，提出了《空間碎片行動計畫（2006—2010）》，“十二五”期間，專門設立了“空間碎片控制技術標準規範”專案。

隨著商業航太的前景越來越廣闊，更多詳細的約定和政策也被制定出來。張科科表示：“比如要求低軌衛星在達到一定使用年限後（常規為25年）具備離軌能力，在減少太空垃圾之餘，也為後續發射的衛星騰出更多的有效軌道空間。”

 

       【100萬顆太空垃圾，到2050年：回收站可以進行清理】

                   2019年07月27日 08:11 新浪網  作者： 我是種草控在路上

大約有22000個大型物體圍繞地球運行，其中包括工作中和壞掉的衛星，以及過去太空探險中遺留下來的舊火箭碎片。如果把宇航員在太空中漂浮時掉落的所有設備，以及碰撞衛星產生的碎片都計算在內，它們的直徑約為1釐米，那麼地球軌道上大約有100萬顆太空垃圾。這數字可能被低估了，隨著每年發射更多的衛星和火箭，與太空垃圾相撞的可能性越來越大。

失去一顆衛星可能意味著你的電視信號不好，或者天氣預報不太可靠。但這也可能意味著飛機不能正常航行，人們沒有意識到“龍捲風”正向他們逼近。清理太空垃圾需要一個長期的解決方案，“地球之門”發展組織是由來自世界各地大學學者組成的一個團體，他們建議將這一潛在的災難轉變為一種資源。到2050年“門戶地球”：一個擁有回收舊衛星和其他垃圾設施的完全運作空間站——將會投入使用。

地球軌道

衛星的主要軌道有兩種，近地軌道(LEO)距地球約200至1000公里，是國際空間站每90分鐘環繞地球一周的地方，同時還有數千顆其他衛星。在36000千米的高空，作用在衛星上的力使它們停留在軌道內相同的位置。這被稱為地球靜止軌道(GEO)。這裏的衛星固定在地球上一個點的上方，這使得它們對天氣預報和通信很有用。這裏非常擁擠，這裏存在著碰撞的風險，可能會產生大量的碎片，其範圍之廣足以與其他衛星相撞，在連鎖反應中產生越來越多的碎片。

最終整個軌道可能會充滿碎片，無法使用。許多碎片已經散落在這裏，但技術正在開發和測試，以消除它，不過，對地球靜止軌道(來說，情況要複雜得多。在地球靜止軌道，當一顆衛星的生命接近尾聲時，它的所有者將試圖把它放在一個更高的“墓地”軌道上，讓它漂浮在離國際商定的保護區約300至400公里處。但是在地球靜止軌道中，只有80%的衛星在壽命結束時能夠進入墓地軌道。剩下的20%需要緊急處理——這就是太空回收設施可以提供幫助的地方。

在太空中回收

墓地軌道實際上是一個無人看管的廢棄垃圾場。在那裏可以看到明亮的閃光，據信衛星在未使用的燃料或退化電池中發生碰撞或爆炸，這些碎片有可能落回地球靜止軌道，威脅到那裏的衛星。目前的規定並不支持集體解決太空垃圾問題，即使一顆失控的衛星正朝著一顆運行正常、價值數十億美元的衛星飛去，國際協定也禁止在未經衛星所有者許可的情況下採取行動將其移除，即使一架無人駕駛飛機可能會介入並將其送入墓地軌道，通過修復、再利用或回收地球軌道上的衛星和“太空垃圾”。

這種材料可以幫助建造未來的航天器或探測前哨站，比如月球基地。使用已經漂浮在那裏的東西意味著沒有發射成本，使用這些資源將減少太空垃圾。這相當於在英國用當地材料建造房屋，而不是從澳大利亞進口磚塊。回收衛星不僅可以為更多的太空建設提供原材料，還可以為其提供資金來源。研究表明，在離地球150公里遠的軌道上，靜止軌道可以進入整個地球靜止軌道。在那裏，如果需要的話，整個衛星都可以由太空無人機送入漂浮的回收中心進行調整。

提供這些服務每年可以帶來超過80億美元的收入，但是管理這項工作的太空法已經過時，需要修改。幸運的是，這是聯合國已經在做的事情。如果這些衛星不能再使用，外殼可以用於其他目的，從太空垃圾中回收的一些材料可以被磨碎，並用於地球的三維列印輻射遮罩。研究表明，廢棄衛星太陽能電池板的效率僅在15年後下降到24%左右，因此這些電池板可以被收集起來，用於為空間站提供動力。一些有史以來最先進照相機是在太空中製造的，這些衛星可以被重新安裝到地球門戶或新衛星上。

以掃描太空中可能與地球相撞的小行星，隨著部署和使用衛星的業務將以驚人速度增長，在軌道上建立一個能夠管理所有衛星的前哨站將變得至關重要。Gateway Earth計畫在未來通過充當一家太空酒店、一個衛星和航天器建造設施，以及一個航天器在行星間旅行的燃料中心，我們需要一個類似於“藍色星球2號”發出的塑膠警鐘空間。雖然還有時間，但是清理地球軌道的計畫現在就需要付諸行動。在未來十年裏，將有150顆新地球同步軌道衛星被計畫發射，這將大大增加碰撞的風險。

 

      【“地球保衛戰”流浪天體相當500顆氫彈 正在急速奔向地球】

                            2019年07月27日 09:32 新浪網  作者： 利刃軍事

“小行星撞地球”的說法並不是杞人憂天，曾經地球上的主宰——恐龍的滅絕，就極有可能與小行星撞擊地球有關。科學家此前已經研究表明，地球周圍大概存在著近兩萬顆小行星。其中，有一顆重量達到2100萬噸、名為“阿波菲斯”的小行星，就一直被視為最有可能與地球進行“親密接觸”的小行星。

從本質上來說，地球絕不是宇宙空間中唯一的星體，就以銀河系範圍來說，除了幾大行星之外，天文學家把眾多同樣圍繞太陽進行環繞運動的天體稱之為小行星。從體積和大小而言，小行星遠沒有地球等行星大，但其數量卻及其眾多。根據NASA的資料統計，截止到2018年底，人類僅在太陽系就已經先後發現了多達127萬顆小行星。當然，受制於太空探測技術的原因，這也僅僅是宇宙空間中小行星群體的冰山一角。

當然，就如同地球上同樣存在數量不菲的火山，但真正能夠造成危害性的活火山並不多一樣，小行星數量雖然十分龐大，但絕大部分的運行軌跡並不會對地球造成影響。僅僅是其中一批品質較大且飛行軌跡逐步偏向地球的小行星，才存在著最終撞向地球隕落的可能性。“阿波菲斯”小行星就是其中的代表。

此前，根據天文學家的推斷，早在6500萬年前，正是因為一顆小行星撞向地球，引發了巨大的海嘯，最終導致恐龍的滅絕。由此可以看到，小行星作為“天外來客”，其強大的毀傷能力，早已超出了人類的想像。就在2013年，一顆直徑僅有20米的小行星就撞向了地球，並且在位於俄羅斯車裏雅賓斯克的上空發生爆炸，爆炸引發的隕石波讓多達3000多幢建築物遭到損壞，數千人受傷。與此相比，越來越接近地球的“阿波菲斯”小行星直徑

儘管直到目前，眾多科學家依然認為，“阿波菲斯”小行星最終撞擊地球的概率只有不到十萬分之一，但出於防患未然的考慮，各國科學家已經全面開始了小行星防禦計畫。由於根據此前的預測推算，“阿波菲斯”極有可能最終在美國境內墜落。因此，NASA很早就開啟了“雙小行星重定向測試”即DART任務。按照計畫，NASA將會在2021年進行相關測試，由“獵鷹9號”火箭搭載一款“動力撞擊器”（kinetic impact

此次作為模擬“阿波菲斯”小行星的撞擊目標，就是距離地球1100萬公里的Didymos小行星。據悉，DART任務所使用的“動力撞擊器”飛船長2.4米，具有太陽能電力推進系統，經過長達1年的外太空飛行，將以6公里/秒的高速飛行，在2022年最終撞擊Didymos小行星。這項帶有實驗性質的撞擊飛行一旦成功，未來，NASA將繼續深入研究對於更大目標“阿波菲斯”小行星的撞擊防禦計畫，並同各國航天部門共同分享相關技術成果，同心協力做好“地球保衛戰”。

                    

     【時速11萬公里！威力堪比510顆氫彈，2100萬噸天體逼近地球】

                            2019年07月27日 20:46 新浪網  作者： 老表談鬼

人類文明發展至今最多不超過七八千年，而唯一延續傳承至今的只有華夏文明的上下五千年歷史。雖然對於有著1.7億年統治歷史的恐龍時代來說，人類的歷史週期好像有些微不足道，但畢竟我們要比恐龍時代先進太多。

如今我們的足跡已經踏上月球、太空船可以登陸火星，甚至飛離太陽系，宇航員也可以像乘坐民航班機一樣往返於天地之間，然而做到這些我們就可以高枕無憂了嗎？

人無遠慮必有近憂，經過近半個多世紀的觀測人類已經發現了將近2萬顆近地小行星，其中對地球構成潛在威脅的數量是2000顆左右，直徑超過1公里具有巨大破壞力的數量是500顆左右。

對地球構成潛在威脅的近地小行星中有一顆編號為“99942”名為“阿波菲斯”也被稱為“毀神星”的小行星正以11萬公里時速高速逼近地球，它將於2029年4月14日4時49分抵達距離地球最近3萬公里的位置，與地球相撞概率小於十萬分之一。

這是一顆軌道週期323天環繞太陽運轉的小行星，最新測定的大小是直徑335米，品質是2100萬噸，如果與地球發生撞擊事件，將產生6400萬億千焦能量，大約是510顆300萬噸當量氫彈威力。

要知道3萬公里軌道高度比部署在地球同步軌道的北斗導航衛星距離地球更近，抵近地球軌道時阿波菲斯小行星的軌跡大致是從澳大利亞東岸至西岸，爾後穿越印度洋、非洲、大西洋、美國。

雖然撞擊概率不到十萬分之一不足以發佈撞擊警告，但根據墨菲定律推論，如果一件事有變壞的可能，不論這種可能性有多小，那麼它總會發生。阿波菲斯小行星每七年就會抵近一次地球，而這種撞擊在地球上每3.1萬年會發生一次。

事實上地球每天都有地外天體侵入事件發生，得益於大氣層的保護大多數流星體都會消逝於天際，但並不是每一次都能如此幸運，如果天體體積品質過大，還是會有直接撞擊地表的可能。

111年前發生在俄羅斯境內通古斯河畔的一次地外天體侵襲事件就產生了約2000萬噸當量威力，直接造成2150平方公里林地被夷為平地，由於當地人煙稀少所以沒有造成太大傷亡，據測算這是一顆直徑約50米的天體。

時間距離最近影響最大的一次地外天體侵襲事件當屬6年前俄羅斯境內車裏雅賓斯克的隕石撞擊，這是一顆直徑大約18米的小行星，雖然體積相比通古斯隕石要小得多，但依然展示了巨大的破壞力，造成1613人不同程度受傷，還有7320座建築物受損。

而十年後將逼近地球的阿波菲斯小行星直徑體積要比通古斯或者車裏雅賓斯克的體積大得多，幸運的是它的直徑沒有超過1公里，即便發生了最糟糕的情況也不是世界末日。

既然是可預知的危險，那麼人類有能力克服危機嗎？

小行星防禦能力與人類目前掌握的航太技術，尤其是彈道導彈防禦技術密切關聯，同樣需要戰略預警系統與動能攔截技術，由於洲際導彈射高一般在近地軌道1千公里左右，因此通過大型相控陣預警雷達就可以探測，但小行星軌道動輒就是數十萬、數百萬公里，這裏只需要把探測設備更換為射電望遠鏡、光電經緯儀等深空探測設備即可。

比如2012年我國嫦娥二號探測器完成月球探測任務後計畫對圖塔蒂斯小行星進行交會飛越探測，大洋彼岸在我方任務實施的關鍵時期關閉了原本共用的圖塔蒂斯小行星軌道資料。

我國航天部門後來在很短時間內就測定了這顆距離地球700萬公里的近地小行星軌道資料，順利實現嫦娥二號與該小行星的交會飛越探測。

同時用於攔截洲際導彈的動能攔截技術同樣可用於防禦直徑600米以下的小行星，巨大的撞擊動能可以使小行星破碎進而改變軌道。

當然這裏要使用的動能攔截彈自然要比常規攔截彈大得多，可能需要類似SLS太空發射系統，亦或者長征九號這種重型火箭才能擔當重任，而放眼全球目前掌握動能攔截技術的國家只要大洋彼岸與我們。

小行星防禦不是某一國的單獨任務，而是關乎人類能否持續發展的共同使命，相信未來如果真的發生足以發佈小行星撞擊警告事件時，全球200多個國家和地區的大家一定可以精誠團結共度難關！