小行星真的值一大笔钱吗?以下是我们所知道的。
大众媒体爱谈小行星使用大数字挖矿。
许多文章都谈到对小行星带中最大的金属小行星 Psyche 的任务,即访问一个价值 10,000,000,000,000,000,000 美元的天体,据说是因为它们的作者非常喜欢按键盘上的“0”键。
但这种估值有多现实呢?它实际上意味着什么?
由 Astroforge 资助的一篇论文,一家位于亨廷顿海滩的小行星采矿初创公司,由科罗拉多矿业学院太空资源计划的一位教授撰写,它很好地研究了小行星上有哪些金属,以及它们是否真的像简单计算所说的那样值钱。
该论文将小行星上的金属分为两种不同的类型——一种值得返回地球,另一种不值得返回地球。
实际上,唯一被认为值得返回地球的金属是铂族金属 (PGM),它们以其极高的成本、相对较低的供应量和在各种现代技术中的高实用性而闻名。这包括催化转化器,这就是为什么它们经常成为窃贼的目标。
另一类是用于太空建筑的金属,例如铁、铝和镁。虽然由于它们在我们的母星上的价格相对较低,因此在经济上可能不可行,但它们在太空中可用于建造大型结构,例如空间站或太阳能阵列。
然而,鉴于这些太空来源的金属太贵而对它们没有任何需求,因此很难量化它们的价值。不过,它的竞争对手(即从地球发射材料)价格昂贵,为 10,000 美元/公斤,加上铁等常见材料的 100 美元/公斤。
这些价格远不及铑等铂族金属返回地球时的 500,000 美元/公斤,但如果该材料用于太空,它仍然可以使小行星开采铁在经济上可行。
那么,所有这些计算对于我们可能开采的小行星的实际价值意味着什么呢?
首先也是最重要的一点是,最近的研究表明,由 “纯金属” 制成的小行星,比如 Psyche 被假定为,很可能是纯虚构的。虽然这对于任何一颗价值不菲的良性小行星来说可能都不是个好消息,但该研究的另一部分是,即使是最初被认为金属含量相对较低的小行星,实际上也有合理的数量可以经济地提取。
为了证明这一点,该论文详细研究了一系列陨石研究,这些陨石相当于遗留的小行星,并将 83 种不同元素的“等级”与在地球表面或附近发现的矿石进行了比较。
由于遥感难以区分其中一些元素,因此可以进行高级分析技术的陨石样本是我们准确计算小行星化学成分的最佳选择,除了迄今为止返回的少数完好无损的小行星样本。
该数据表明,虽然铂族金属的浓度低于最初考虑的浓度(因为在一篇关于小行星成分的基础论文中进行了假设),但其浓度仍然比同等的陆地矿石高得多。
特别是,一种被称为难熔金属块 (RMN) 的材料可能比地球上发现的任何物质或其他类型的小行星材料都高出几个数量级的 PGM。
RMN 主要存在于钙铝内含物 (CAI) 结构中,主要存在于 L 型小行星上。L 型小行星是相对不常见的带有淡红色调的小行星,但我们还没有访问过它们。它们可能由超过 30% 的 CAI 组成,但在这种情况下,它们可能包含大量可提取的 PGM,而无需额外处理。
然而,RMN 本身非常小,在微米到亚微米范围内,这使得它们首先非常难以加工。因此,从小行星风化层中批量提取的浓度可能高达数百 ppm,这已经比它们在地球风化层中的浓度高出几个数量级。
当观察用于太空的金属时,它们的含量与最初预测的一样多,但它们在将它们从氧化状态加工出来时面临着挑战。通常,这需要一些高能程序,例如熔融风化层电解,以破坏进一步加工所需的元素金属。
同样,存在先有鸡还是先有蛋的问题,即拥有足够大的电源来执行这些过程,但构建它需要需要电源的材料。
最终,如果像 AstroForge 这样的公司有自己的方式,这个问题就会消失。请记住,该公司资助了这项研究,其两位联合创始人和 CSM 教授 Kevin Cannon 是合著者。该公司计划在 1 月份启动下一个任务,即与近地小行星会合,以试图判断它们是否是“金属”的。
也许这项任务将有助于我们更好地了解我们周围小行星的组成和价值。