近日,美國國家航空航天局(NASA)宣布,將在2022年前去探訪一顆神秘的金屬小行星---靈神星(16Psyche)。“小行星采礦”作為太空經濟的一個熱點,即將在未來的5——10年之內迎來一輪爆發的浪潮。五院月球和深空探測領域辦公室技術負責人黃江川認為我國應在“十四五”期間實施一次高起點、標志性的小行星探測任務。
就在前不久,我國著名空間飛行器總體、信息處理專家葉培建院士在一次小行星探測學術報告會上也表示,我國正規劃實施小行星探測任務,并預計于2020年后發射小行星探測器。
那么,各國爭先探測小行星的意義是什么?迄今我國在小行星探測上取得了哪些階段性進展,還有哪些技術壁壘需要克服?相較于龐大的花銷,小行星探測又是否值得?
帶動太空經濟發展
一般而言,小行星是太陽系中類似行星環繞太陽運動,但體積和質量比行星小得多的天體。開采小行星的意義在于探測并“攫取”小行星上潛在的稀有礦物,比如可能存在的鉆石、鉑金等。
據介紹,目前美國已有三家公司宣布了實施小行星采礦計劃,分別是行星資源公司、深空工業公司、開普勒能源和太空工業公司。另外,英國小行星采礦公司也在說服政府為小行星采礦提供政策支持。
小行星采礦將全面帶動一種未來的重要經濟形式---太空經濟。人類終將走出地球,走出太陽系。探測小行星對于人類未來移民太空具有重要意義。
我國階段性進展仍具局限性
小行星探測對于我國的航天事業尤其是深空探測事業具有重要的積極影響。通過實施小行星探測計劃,可以顯著提升我國航天事業在國際上的地位,其將成為我國從航天大國邁向航天強國的標志性事件。
截至目前,我國對小行星的探測主要成果是“嫦娥二號”對圖塔蒂斯小行星的探測,并已完成了對小行星的光學觀測和自主軌道確定等工作。
中科院地質與地球物理研究所研究員林楊挺強調,目前我國對小行星的探測還主要局限于發現、測量、遙感數據分析等階段,“嫦娥二號”對圖塔蒂斯小行星的近距離觀測取得了比較直觀的認識。
但是,如今我國在小行星探測上取得的相關成果,意義更偏重于科學研究,而小行星采礦才更具實用價值。
還須克服諸多技術壁壘
針對于歐美正在開展或預備開展的一系列深空探測計劃,包括小行星和彗星的探測項目,中科院地質與地球物理研究所副研究員何宏青承認,小行星探測花費是無法計數的,其開采價值還主要取決于特定小行星的礦物類型、豐富程度以及該礦物在地球上的經濟、科學、戰略意義及其稀缺程度。
小行星探測對于我國的國家航天事業來說,極具挑戰性,其主要基礎來源于探月工程以及后續的火星探測計劃。葉培建院士指出的技術途徑非常合理,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,當小行星到達合適的位置,探測器再飛向深空。
由于小行星探測的特殊性,例如弱引力、目標物理特性、軌道特性等,必須做到清晰完備了解和掌握,所以還需要我們進一步發展一些新的探測技術,如自主導航與管理、表面弱引力附著與取樣技術、高速再入大氣返回技術、電推進或離子推進技術、軌道設計技術等都將是未來攻堅的重點和難點。
我國要想在小行星探測上繼續發揮主動,還需要在飛船遠距離測控、飛船著陸、原位采樣分析等方面加強核心技術突破,在飛船能源動力、探測工具儀器、原位分析技術、工程學等方面不斷優化和積累經驗。
資料來源:科學網
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