
当美国还在为登月计划激烈竞争时,中国航天早已将目光投向了更广阔的宇宙。近日,在商业航天器及应用产业链共链行动大会上,中国航天科技集团正式论证“天工开物”太空资源开发重大项目,一场围绕太阳系资源开发的宏伟布局就此展开。从登月到“太空挖矿”,从地月系统到太阳系全域,中国航天的脚步从未停歇,正朝着星辰大海不断迈进。
“天工开物”这个名字一经公布,便引发了广泛关注。它源自明代宋应星的生产工艺百科全书,寓意着以人工之巧,开发天地万物之资源,将古人对自然探索的智慧延续到浩瀚宇宙的开发之中。这个名字既有中式文化的厚重底蕴,又完美契合太空资源开发的核心内涵,让冰冷的航天工程多了一份独属于中国的文化浪漫。
“天工开物”计划最早在2023年9月由中国科学院院士王巍正式提出,其核心目标是利用航天技术,开发太空的各类资源,让宇宙的“万物”为人类探索深空所用。与其他航天项目的纯技术命名不同,“天工开物”让所有人一眼就能看懂这个计划的核心意义。
提到太空资源开发,很多人首先想到的是“挖金矿小行星”“采月球矿石”,但在“天工开物”计划中,太空资源的范畴远比想象中广阔,共分为五大类:
:LEO、GEO、EML等特殊轨道和太空位置,是各国商业航天争夺的核心,也是建立太空基站、补给站的关键。
:恒星、脉冲星等天体的方位和频率信息,能为星际导航提供精准服务,是深空探索的“指南针”。
:微重力、高真空、强辐射、大温差的太空天然环境,可开展地球上无法实现的科学实验、新材料研发。
:月球、小行星、火星等天体蕴藏的矿物、水冰等,是大家最熟悉的太空资源类型。
这五类资源相互支撑,构成了太空资源开发的完整体系。“天工开物”计划的核心目标是通过航天技术解锁这些资源,实现深空探测、太空长期驻留,以及空间基础设施的持续运行,形成“开发资源 - 支撑探索 - 探索更深 - 开发更多资源”的良性循环。
人类探索宇宙的最大瓶颈,从来都是从地球运输资源的高昂成本和有限运力。想要在太空建立基地、探索更远的星球,不可能把所有建筑材料、燃料、水都从地球运过去,成本高到离谱,也完全不现实。唯一的解决办法,就是太空资源原位开采、原位利用。
水冰资源的开发就是一个很好的例子。水在太空中是堪比黄金的宝贵资源,不仅能支撑航天员的生命维持,还能电解成氢和氧,压缩成液体后就是火箭的燃料,直接为星际航行供能。中国科学院院士王巍给出的数据显示,从地球将推进剂送到月球表面,每千克成本高达36000美元;若在月球原位开采资源制作推进剂,每千克成本最低可降至500美元。太空原位开采能让各个深空节点的资源供应成本大幅降低,少则几倍,多则几十倍,这才是人类能走出地月系统,探索火星、小行星,乃至整个太阳系的关键。
利用已有的天文望远镜,对近地天体展开全面勘察,建立太空资源数据库,绘制太空资源分布图谱。简单来说,就是先搞清楚太空里有哪些可开发的资源,这些资源具体在什么位置,为后续的开采做好精准定位。目前这一步已经在稳步推进中。
完成太空资源开采的相关演示任务,验证太空开发资源的技术可行性。包括太空采矿机器人的研发、太空资源开采设备的测试、原位资源加工的尝试等,让“太空挖矿”从理论变成实际操作。目前国内已经研发出模拟昆虫爪刺结构的太空采矿机器人,抓地能力更强,为开采任务做好了技术铺垫。
建成太空资源开发示范工程,形成太空资源规模开发的初步能力,这也是真正把“太空挖矿”带进现实并加以利用的开端。届时,太空资源将真正为深空探索提供支撑,地月系统的资源补给体系也将逐步成型。
“勘、采、用”只是近地天体资源开发的短期计划,在“天工开物”的蓝图里,还有着跨度近百年的长期规划。2035年前,实现近地天体的资源开发能力,覆盖月球和近地小行星,形成地月空间资源供应能力和近地小天体采矿能力,让地月系统成为人类探索深空的第一个“大本营”。
2050年左右,将资源开发的范围拓展到火星和主带小行星,具备火星资源补给的能力,实现人类对火星的常态化探索和资源利用。
2075年左右,目标覆盖所有内行星,包括水星、金星,以及木星、土星等气态巨行星,建立对应的资源开发和补给体系。2100年左右,补充建设太阳系各区域的资源补给站点,力争形成太阳系全域资源开发能力,让人类的探索脚步遍布整个太阳系。
从神舟飞天、嫦娥探月,到天问探火、天宫建站,中国航天的每一步都走得扎实而坚定。没有盲目跟风,没有急于求成,而是按照自己的节奏,一步步实现技术突破,一点点搭建属于自己的航天体系。如今的“天工开物”计划,正是这份技术积累的必然结果。有了登月、探火、空间站的技术支撑,太空资源开发才从科幻变成了触手可及的现实。
中国航天的探索从来都不是为了争夺一时的领先,而是为了让人类能走得更远。“太空挖矿”不是为了独霸宇宙资源,而是为了破解深空探索的成本难题,让人类星辰大海之路变得更宽更远,就像《天工开物》的序言里写的,“巧夺天工,开物成务”,中国航天人正用自己的智慧和汗水,将古人的美好想象变成探索宇宙的实际行动。
中国航天的“天工开物”计划,是中国航天人对宇宙探索的浪漫与雄心的体现。它不仅是一项宏伟的航天工程,更是人类迈向深空的重要一步。我们应该为中国航天的成就感到骄傲和自豪,也应该期待中国航天在未来的探索中取得更大的突破。让我们一起见证《天工开物》照进宇宙的时刻,一起期待中国航天引领人类深空探索的那一天!
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