我最近重新观看了《世界末日》，里面有布鲁斯·威利斯、被送往太空的石油钻探工人，以及一个像德克萨斯州那样大的小行星正朝地球飞来。在所有好莱坞的特效背后，有一个引人入胜的问题：如果我们能够接触并利用小行星，人类实际可以做些什么？最有价值的答案可能与摧毁它没有关系。抱歉了，布鲁斯。小行星反而可以帮助我们建立一个全新的世界。 火星面临的供应问题 在火星建立殖民地不仅仅涉及解决复杂的工程挑战。它还需要一个可靠的系统来运输物资、设备和原材料穿越太阳系。物流可能听起来不太令人兴奋，但这可能决定人类是否能够成为多行星物种，或永远保持与地球的联系。 火星的定居点需要的不仅仅是食物、水和氧气。它还需要大量的金属，包括用于栖息地的结构钢、用于机器的铝和用于工具的铁。设备也会磨损、损坏，最终需要更换。从地球定期运送所有这些材料不是一个实际的长期解决方案。发射一吨货物可能会花费数千万英镑，而前往火星的旅程通常需要六到九个月，具体取决于地球和火星在其轨道中的位置。这对于一个可靠的硬件供应系统来说太慢且太昂贵了。 为火星金属开采小行星 瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员现在已经计算出，开采小行星是如何能够直接向火星提供金属的。数百万个小行星穿越太阳系。其中一些被称为M型小行星，含有大量的铁、镍和其他有用的金属。简单来说，它们是搜集在太空中移动的巨大的矿藏。核心问题是航天器是否能够抵达这些小行星，提取有用的材料，并将其运输到火星，而不会消耗过多的能源和燃料，使整个努力变得不切实际。这项研究的答案是谨慎乐观的，尽管成功将取决于几个重要的条件。 寻找最佳的太空供应路线 研究人员使用计算机程序测试了数千种可能的组合，涵盖几个潜在的供应链。他们的计算包括旅行在火星和不同小行星之间所需的能量、可以现实收集的金属量以及完成旅程所需的燃料。返程燃料尤为重要，而这正是计划变得更具创意的地方。一些小行星是富含碳的，意味着它们含有碳和水冰。通过合适的处理方法，这些材料可以在太空中转化为火箭推进剂。航天器随后可以避免从地球带回所有的返程燃料。研究人员将这种可能性直接纳入了他们的供应链模型中。 正确的小行星可以使其可行 结果指向特定的小行星，这些小行星可以利用现有的航天器技术到达。对于这些目标，完成整个旅程所需的能量可能足够低，从而使开采和交付变得值得。然而，选择正确的小行星至关重要。选择不当的目标可能需要消耗过多的燃料，以至于所带回的金属价值不足以证明这次任务的合理性。 这项研究并不意味着小行星开采即将开始。人类还距离在太空中运营第一个矿山还有很长的路要走。它的重要性在于表明物流问题是可以解决的。未来的供应网络可以将金属从小行星运输到火星，同时使用从小行星资源中生产的推进剂。火星殖民地需要人来建设。同样重要的是，它需要一个可靠的系统来交付那些建造者所需的材料。这项研究表明，这样的系统是可能的。