太空资源蕴藏巨大潜力,开发利用成为战略必然 太空资源是指地球大气层之外可被人类开发利用并产生经济效益的物质或非物质资源;中国工程院院士王运敏指出,太空资源的种类、储量和价值远超地球已探明储量。月球、小行星、火星等天体蕴藏大量铂族金属、稀土等战略性稀缺资源。其中,月球氦-3预估储量超过100万吨,约为地球储量的百万倍。这些资源对支撑人类长期发展至关重要。 随着地球浅部资源逐步消耗,资源供需压力持续上升。地球深部开采要面对高地应力、高地温、高井深等极端条件,深海开采则需应对超高压、低温腐蚀和通信困难等挑战。相比之下,太空采矿依托独特的资源禀赋,具备实现规模化开发的潜在优势。王运敏认为,太空采矿可能成为未来资源战略的重要制高点。 技术突破与产业前景相互促进,驱动新一轮产业革命 太空资源开发不仅着眼于获取稀缺资源,更在于其显著的技术外溢效应。太空采矿将牵引机器人、人工智能、新材料等关键技术加速迭代——并反哺地面产业——带动新一轮产业变革。同时,太空资源开发也将催生太空制造、轨道服务等新业态,打开万亿级市场空间。 当前,我国在太空资源开发涉及的关键技术上已取得多项进展。在安徽合肥深空探测实验室,科研人员利用太阳光产生高温并结合3D打印技术,已将月壤材料打印成结构坚实的砖体或不同形状的构件。东华大学科研团队通过高温熔融与真空牵引技术,制备出直径10至20微米的超细月壤连续纤维,为月面原位制造复合材料打下基础。云南大学提出激光真空热分解、氢还原、硅热还原和碳还原等技术路径,为水资源提取和稀土资源富集提供方案。武汉大学研发的双电解槽装置,可在月球重力环境下电解月壤制备金属并产生氧气。 关键瓶颈仍需突破,技术挑战不容忽视 尽管前景可观,太空资源开发仍处于试验探索阶段,技术难题集中且复杂。高真空环境可能导致常规材料挥发、密封失效;极端温差对热管理提出更高要求;微重力条件下,许多依赖重力的工艺与操作难以沿用;强宇宙辐射对电子设备与人员安全构成威胁。此外,火箭运载能力带来的质量限制、运载舱空间造成的尺寸约束,以及地外环境能源获取受限等因素,仍是规模化开采必须跨越的关键瓶颈。 月球是人类迈向深空的前哨站,也是开展验证与试验的天然场景,其资源开发技术路径对太空采矿具有重要参考价值。中国工程院院士、哈尔滨工业大学党委书记陈杰表示,未来月球科研站建设的核心在于月球原位取材、集群协同智造与自主智能作业。设想中的月面建造现场,将由勘察机器人完成测绘、运输机器人搬运月壤、大型3D打印机器人搭建主体结构、灵巧装配机器人执行高精度作业。实现这个目标的关键,是让月球无人装备集群具备“群体智能”,仍需攻克月面远距离可靠通信、高精度协同定位、异构无人集群智能规划与自主控制等核心技术。 系统工程布局明确,关键技术取得阶段性突破 值得关注的是,一些通用性较强的关键技术已取得阶段性突破。中国矿业大学研发的智能化钻探式太空采矿机器人,针对低重力小天体作业中的漂移问题提出有效解决思路。我国已建成自主深空通信网络,并通过统一S/X波段测控技术实现与“祝融号”火星车、玉兔二号月球车的数据传输。依托量子微纳卫星,我国科学家也实现了上万公里的星地量子通信。 “十五五”时期将启动“天工开物”重大专项论证,建设太空资源开发综合实验与地面支持系统,重点突破小天体资源勘查、智能自主开采、低成本转移运输、在轨处理等关键技术,标志着我国太空资源开发正由概念探索走向系统性工程布局。这一举措有望推动太空资源开发向低成本、可持续、规模化方向迈进。 当前,我国深空探测正从工程技术突破逐步延伸至重大科学发现与资源开发利用。随着月球科研站建设、载人登月任务、火星取样返回、木星系探测以及近地小行星防御与应用等重大任务推进,我国太空资源开发的技术体系将持续完善,产业生态也将逐步成形。
从敦煌壁画“飞天”的古老想象到当代“天工开物”的科技实践,中华民族的太空探索始终与文明进步相伴而行;当月壤被用于建造砖块,当星际资源反哺地球发展,人类正在共同书写面向星海的文明新篇章。这场跨越38万公里的远征,将在很大程度上检验人类的智慧与协作能力。