阿凡达时代临近-科罗拉多矿业学院正在培养太空矿工

HOT全球矿业资讯 2020-03-18

谁是浩特?请参考下图



学院的太空资源计划应用地球技术和实践来帮助推进星际探索


作者 JUDITH KOHLER         翻译 王雨漫

图片来源:NASA

进入科罗拉多矿业学院的挖掘工程和地球力学研究所所在的巨大建筑,走过大型的隧道掘进机、旋转钻机和冲击钻机,你将看到发展的新前沿——太空资源。

 看起来像是一个巨大的沙箱和一辆卡车大小的漫游车,这是矿业公司太空资源计划正在进行的工作的一部分。大而浅的盒子里的“沙子”是细碎的玄武岩,用来模拟月球表面。

 22磅重的流动站配备了质谱仪(可显示不同元素的成分),以及一台钻机,一个摄像头和激光雷达(光探测与测距),利用光产生三维图像。 

月球前哨站首席执行官贾斯汀·赛勒斯(Justin Cyrus)称之为“探矿者”或者“小漫游者”,是为了探索月球上可用的资源而建造的。赛勒斯还是第一个此类项目的矿山博士生,该项目利用地球上的技术和实践,开发必要的资源,以维持越来越远的太空任务。

 “这是一种以陆地为生的方法。对于矿业来说,作为一所研究陆地资源已有145年历史的大学,现在在地球以外的地方做这件事是很自然的事情,”该项目的负责人安杰尔·阿巴德·马德里(Angel Abbud Madrid)说。

 阿布德·马德里说,这种在类似月球表面漫游的小型自导航飞行器是下一次探矿的发展。

  “这完全相当于矿工们在离这里两个街区远的克利尔克里克(Clear Creek)试图寻找黄金时使用的淘金盘。但这是一个非常复杂的版本,”Abbud-Madrid补充说。



根据从地球运送的补给,限制了太空任务的持续时间和距离。因此,大学、科学家、航空航天公司和美国国家航空航天局(NASA)一直在寻找太空旅行者如何利用他们要去的地方的可用资源。美国航天局将该领域称为现场资源利用,或利用现有资源。

 美国宇航局在一封电子邮件中说:“采矿和现场资源利用将在美国宇航局未来人类探索月球和火星的过程中发挥重要作用。太空采矿的好处,以及在你想探索的地方制造东西,而不是从地球带来一切,是人类在地球轨道以外进行探索的总体成本和风险的降低。”

 自从20世纪90年代,美国宇航局(NASA)前地质学家迈克杜克(Mike Duke)被认为是太空资源领域的先驱,他开始在矿业领域工作以来,矿业一直在从事太空资源研究。二十年前,学校召开了第一次地球外资源圆桌会议。来自美国国家航空航天局和其他大学的人参加了这次活动,从那以后,参与人数有所增加,Abbud-Madrid说。

 现在,索沃斯是一位矿业教授,也是资源部的工作人员。在他宣布要购买推进剂后,几家刚起步的太空采矿公司向他索要意向书,他们可以将意向书带给投资者。

  “这是一点鸡肉和鸡蛋。所有的事情都需要自我约束。除非有客户,否则你不能做供应商,除非有供应,否则就没有产品需求。”索尔斯说。




然而,随着美国国家航空航天局和航空航天公司希望在月球上停留更长时间并载人类一起前往火星旅行,开发补给的势头正在增强。人们需要在飞行中补充燃料、水和其他材料,可以说,如果这能奏效的话。

 洛克希德·马丁公司猎户座服务舱主任保罗·安德森在一封电子邮件中说:“有效利用太空资源是支持人类在低地球轨道以外进行长期、可持续探索的关键技术。

 洛克希德马丁公司是美国航天局猎户座的主要承包商,该公司的设计宗旨是长期探索外太空,最终将人类送上月球和其他行星。矿业校友安德森说,该公司从21世纪初就开始致力于开发利用太空资源的技术。

 2018年秋季,矿业大学成为第一所提供太空资源硕士和博士学位的大学。该校称,该计划将采矿、资源经济学、机器人学、先进制造、遥感、金属/冶金、太阳能和核能等多个领域结合在一起。

 “我们在2017年宣布了这项计划,全世界都对这项计划感兴趣,以至于我们不得不放弃把它放在校园里的想法,”Abbud Madrid说。“它吸引了很多专业人士,航空航天的学生、金属、矿业、企业家、投资银行家、经济学家,涉及各个领域。”


该项目的45名学生来自美国、波兰、意大利、澳大利亚、瑞士、沙特阿拉伯和阿联酋等三大洲和12个不同国家。

矿山太空资源工作人员已投入努力建立一个国家研究所,以研究外层空间的自然资源可用于前往遥远地点的旅行。科罗拉多州代表,共和党人斯科特·蒂普顿和民主党人埃德·佩尔穆特正在发起一项将建立太空资源研究所的法案。蒂普顿在一份新闻稿中说,目标是建立一个中央枢纽,“以支持基础科学和技术的发展以及利用空间资源的选择。”

 那么,月球、小行星和其他行星上有什么是有用的,人们如何提取呢?这些问题正是矿业、其他大学、美国宇航局和航空航天业的学生和研究人员试图回答的问题。金属,如铂或金,可能会浮现在脑海中。

  “事实上有很多事情,”Abbud-Madrid说。“整个太阳系都有太阳能、低重力、超高真空、水、矿物和气体。

 Abbud-Madrid补充说:“不仅仅是把这些资源带到地球上,这看起来很有吸引力,还关系到当我们扩展到月球、火星和太阳系其他地方时,太空中的这些资源如何帮助我们。”。

 事实上,太阳能是科学家们想为地球带来更多能量的资源之一。据《悉尼先驱晨报》报道,据说中国的研究人员正在研究向地球输送稳定太阳能的空间站。该报说,科学家们正在考虑在太空中建造一个空间站,这样就不必从地球上发射空间站了。

 其他国家的研究人员也正在探索这一想法,索沃斯说。

 索沃斯说:“我们可以利用月球资源在地球轨道上建立一个卫星网络,收集太阳光并将能量射向地球,创造出一种取之不尽,用之不竭的,永远是完全绿色的能源。这不是科幻小说,这可能是未来的二三十年会发生的事情。太空可以永远解决地球的能源问题。”

 在戈尔登矿业大学校园的一个实验室里,正在获得太空资源硕士学位的亨特·威廉姆斯正在创造尽可能类似月球上的条件。他正在使用一台3D打印机将模拟的月球尘埃转化为一层层建筑材料,如果人们在月球上建立基地,就需要这些材料。阳光可以用来给打印机供电。

 “在太空中,把一公斤的东西送到月球上要花费5万美元,而你通常不会一次性完成。你一公斤也发不出去,”威廉姆斯说。“制砖是第一步,但随着我们对这项技术的改进,我们将生产扳手、机器人零件等产品。”

 在同一个实验室里,本·斯里夫特是一名博士生,他有一桶桶的材料,用来制造与小行星表面成分相似的物体,包括那些含有水合矿物的物体。然后,他使用一盏强光灯和椭圆反射镜,模拟集中的太阳能,加热这种材料,从矿物中提取水分。

 “我们可以制造水。我们也可以得到二氧化碳。研究教授克里斯·德雷尔说:“从水里,我们可以制造火箭推进剂,这是你在太空中首先要做的事情,以实现运输。”。

 将水分解为氧气和氢气,将产生用于向火箭发射燃料的推进剂。研究人员说,月球、小行星和火星上有很多水。

 在瞄准月球和更远的地方的同时,学生和月球哨所的首席执行官塞勒斯(Cyrus)也是专业人士和企业家中的一员,他们想办法让自己的技术在离家更近的地方工作,以保持公司的发展。该公司的漫游探矿者软件和其他系统可用于导航和绘制地下矿山地图。



这家初创公司帮助当地学校开发了定制的空气质量传感器,并从彭博慈善机构那里为丹佛市的太阳能无线设备网络赢得了100万美元,用于太阳能和无线设备网络。这项技术源于月球前哨基地的一项工作,该工作旨在减轻月球土壤沙砾对月球空气质量的影响,因为沙砾不利于人类呼吸,而且会对机器人系统产生不良影响。

 “很明显,我们需要一种方法让灯一直亮着。第二,我们希望在我们的背景下产生积极的影响。

 塞勒斯也很希望看到他的探矿者被美国国家航空航天局(NASA)指定的公司运送到月球上。洛克希德马丁公司和另一家科罗拉多州公司Deep Space Systems于2018年11月被指定有资格投标提供商业月球有效载荷服务。

 赛勒斯说:“如果你看看大多数月球车,它们都是微型货车的大小。“所以,我们要做的是降低这些大型漫游车的成本、体积、功率和所有要求,以便我们能够以经济有效的方式将成群的漫游车分布在月球表面。”

 太空矿工的出现拉开了星际殖民的序幕,看,阿凡达时代临近了!


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