下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
“杀手”小行星是自然的提问方式，“那个太空项目进展如何？”
——佚名
托马斯·杰斐逊被深深地困扰着。
他刚刚和拿破仑签订了超过1500万美元的合同，这在1803年是很大一笔钱，是他担任美国总统以来最具争议和涉及数额最大的决定。他使美国的国土面积增加了一倍。现在这个国家将一直延伸到落基山脉。购买路易斯安那州将可能是他总统生涯中最大的成就，也可能是最大的失败。
看看地图，这次花巨资购买的土地在地图上还没有被完全标记出来，他在纠结将来是否会后悔这个决定。
最终，他给梅里韦瑟·刘易斯和威廉·克拉克委派了一项任务，那就是去考察他买的土地。那里到底是一个等待移民的荒野天堂还是一片荒凉的废墟？
私下里，他承认，无论如何可能都要花上1000年才能让人们在这么大的一片土地上定居下来。
几十年后发生的一些事情改变了这一切。1848年，在美国加利福尼亚州的萨特山发现了金子。这个消息迅速传开，超过30万人像潮水一般涌入这个荒野之地寻找财富。来自各地的船只在旧金山港口成排地停泊。该州的经济规模迅速扩大。转年，加利福尼亚州申请成立州府。
农民、大牧场主和商人紧随其后纷纷到来，这使得建成西部第一大城市成为可能。1869年，铁路修到了加利福尼亚，把它与美国的其他地区连接起来，支撑起了运输和贸易，促进了这个区域人口的快速增长。19世纪，人们的口头禅是：“去西部吧，年轻人。”淘金热极大地促进了人们对美国西部的开发和到那里定居，并使得所有这一切成为现实。
今天，有些人怀疑对小行星带的开采可能会引发另一波在外太空的淘金热。私人企业家已经对开发这个区域和它说不清的财富表现出很大兴趣，而NASA已经资助了好几个这样的项目，目标都是把一颗小行星带回地球。
下一次大扩张是小行星带？如果是这样，我们会如何运作和维持这种新型的太空经济？在19世纪西部蛮荒的农业供应链和未来的小行星供应链之间，人们可以想象一种潜在的类比。在19世纪初，成群的牛仔把西南地区农场主的牲口赶向1000英里外的城市，比如芝加哥。在那里，人们将牛肉加工好，然后用火车送到东部地区以满足城市地区的需要。就像早期这些牛仔将西南和东北地区联系起来一样，也许会有一个经济体把小行星带和月球及地球联系起来。未来月球将会像芝加哥一样，加工来自小行星的富有价值的矿物，然后把它们运送到地球。
在我们进一步探讨开采小行星的细节之前，先澄清一些我们经常混淆的术语也许是有帮助的，这些术语是流星、陨石、小行星和彗星。流星是划过天空时在大气层燃烧起来的岩石。流星的尾巴，指向运动的相反方向，这是由空气摩擦引起的。在晴朗的夜晚，你抬头凝视，几分钟就可以看到一颗流星划过。
真正落到地球上的岩石叫作陨石。
小行星是太阳系里的岩石碎片。它们大部分处在小行星带，是火星和木星之间一颗未成形行星的残骸。所有已知小行星的质量加起来只有月球质量的4%。然而，这些物体中的大部分还没有被我们探测到，它们可能高达几十亿个。大部分小行星运行在小行星带稳定的轨道上，但是偶尔会有一些小行星偏离轨道飞入地球大气层，燃烧起来成为一颗流星。
彗星是一块含冰岩石，起源于地球轨道之外很远的地方。小行星都位于太阳系内部，但许多彗星的轨道达到了太阳系外层边缘的柯伊伯带，甚至超出太阳系延伸到奥尔特云之中。我们在夜空中看到的彗星是它们之中沿着轨道运行到太阳附近的成员。当彗星接近太阳时，太阳风会把彗星上的冰和尘埃粒子吹离彗星，形成一条背向太阳的尾巴，而不会偏离运动方向。
多年来，对太阳系是如何形成的，我们已经有了大致图像。大约50亿年前，太阳是一团缓慢转动的巨大气体云，主要由氢气、氦气和尘埃构成。它的直径达到7光年（1光年是光走一年的距离，约6万亿英里）。因为质量巨大，它逐渐在引力作用下收缩。随着体积减小，它转得越来越快，就像花样滑冰选手在把他们的手臂收紧时会转得更快一样。最终，这团气体云凝聚成一个以太阳为中心的快速旋转的圆盘。环绕着它的气体尘埃盘开始形成原行星，随着它们持续吸收物质而变得越来越大。这个过程解释了为什么会出现所有的行星沿着同样的方向，在同一个平面绕着太阳旋转的现象。
人们相信其中一颗原行星离最大的行星木星太近了，以致被它强大的引力撕裂，形成了小行星带。另外一种理论认为，小行星带可能起源于两颗原行星的碰撞。
太阳系可以被描绘成围绕太阳的4个带：最内侧是由岩石行星构成的带，包括水星、金星、地球和火星；然后是小行星带；在这之外是气体巨行星带，由木星、土星、天王星和海王星组成；最后是彗星带，也被称为柯伊伯带。而在这4个带的外面，有一个名为奥尔特云的球状彗星云包围着太阳系。
水是一种简单的分子，在太阳系早期是一种常见的物质，但是因与太阳的距离远近而呈现不同的物态。我们在水星和金星上发现，当水离太阳很近时，会蒸发变成蒸气。地球距太阳要远很多，所以水以液态形式存在。（有时候它也被称为“金发姑娘带”
，那里的温度适合液态水的存在。）在这个距离之外，水就变成冰了。所以火星以及在那之外的行星和彗星上的水主要是冰冻形态。
了解小行星的起源以及它们的成分，对开采作业起着决定性作用。
开采小行星的想法并不像它看上去那么荒谬。我们其实对它们的组成有相当程度的了解，因为它们中的一些撞到了地球上。小行星由铁、镍、碳和钴组成，而且它们还含有大量的稀土和贵金属，比如铂、钯、铑、钌、铱和锇。这些元素天然地存在于地球上，但是它们非常稀少和昂贵。地球上这些资源的供应将在未来几十年内枯竭，从小行星带中开采它们将是非常经济的选择。而且小行星一旦被轻推进入月球轨道，就可以被随意开采。
2012年，一群企业家成立了一家名为行星资源的公司，从小行星上提取贵重矿物并把它们带回地球。这个雄心勃勃并且有着潜在巨大利润的计划获得了硅谷一些大佬的支持，包括谷歌母公司Alphabet股份有限公司的CEO（首席执行官）拉里·佩奇，及其执行总裁艾瑞克·施密特，还有奥斯卡最佳导演奖得主詹姆斯·卡梅隆。
从某种意义上讲，小行星就像一座在外太空飞行的金矿。例如，2015年7月，有一颗小行星飞到了离地球100万英里之内的距离，大约是地月距离的4倍。它的直径大约为900米（或者说3000英尺），据估计，它的核心含有9000吨的铂，价值5.4万亿美元。行星资源公司估计，一颗直径为39米的小行星含有的铂，价值就可达250亿~500亿美元。这家公司做了充足的功课，做出一份列表，标记了邻近地球适宜开发的小行星。如果它们中的任何一颗能被成功地带回地球，都相当于一座矿物母脉，能为投资者提供丰厚的回报。
在这约1.6万颗被认为是近地天体（那些轨道穿过地球轨道的小天体）的小行星中，天文学家鉴定甄选出12个非常适合带回地球的候选天体。它们每一个直径都在10英尺至70英尺之间，我们可以通过细微改变它们的轨迹，诱导其进入月球或地球轨道。
但是近地之外还有许多其他的小行星。2017年1月，在一颗新的小行星即将从地球旁呼啸而过的几个小时内，天文学家意外地发现了它。它飞过地球时仅距离我们3.2万英里（或者说是地月距离的13%）远。幸运的是，它的直径只有20英尺，即使撞到我们也不会引发严重的灾害。然而，它的确进一步证实了有很多小行星会与地球擦肩而过，而它们中的大部分还没有被探测到。
小行星非常重要，NASA已经把探索它们作为火星计划的第一步目标。2012年，在行星资源公司大型新闻发布会公布其计划后的几个月，NASA就宣布了小行星机器人探矿者项目，这一项目将会分析从小行星采矿的可行性。而后，在2016年秋天，NASA发射了价值10亿美元的探测器——OSIRIS–REx，以飞赴小行星贝努。那是一颗直径1600英尺的小行星，它将在2135年经过地球。根据当时的估计，到2018年，这个探测器将会围绕着贝努运行，并在其表面着陆，然后将2~70盎司
的岩石带回地球进行分析。这个计划并不是没有风险，NASA担心即使轻微扰动贝努的轨道也可能使它在下一次经过地球时撞上地球（如果它撞上了地球，撞击的威力将相当于1000颗广岛原子弹）。但是这项任务能为拦截和分析太空物体提供宝贵的经验。
NASA还在开发小行星转向任务，目标是从太空实际取回小行星石块。虽然经费还没有落实，但人们希望这个计划能为太空项目开辟一个新的收入来源。这一项目有两个阶段。首先，一个无人探测器会被送入深空，以拦截一颗小行星，这颗小行星已经用地球上的望远镜仔细地分析过了。在对其表面进行详细的调查研究后，探测器将在上面着陆，然后用钳状钩子抓取一块大石头。之后，探测器将点火飞向月球，用绳索把岩石拖回去。
与此同时，一艘载人火箭会使用SLS重型推进火箭和猎户座号太空舱离开地球。太空舱和无人探测器都在月球轨道上运行，太空舱会停靠在探测器上。宇航员将离开猎户座号太空舱，进入探测器提取样本进行分析。最后，猎户座号太空舱会与无人探测器分离，然后返回地球，落到海洋里。
这个任务一个可能的复杂之处在于，我们对小行星的物理结构还不是很了解。它们可能是固体，也可能是一些由引力束缚在一起的岩石块，如果是后者，当我们试图在上面着陆时，它们自己可能会散开。由于这个原因，在开展这项任务前，需要进行进一步的调查。
小行星有一个值得注意的特征是，它们的形状极其不规则。它们常常看起来像变形的土豆，而且体积越小，形状越倾向于不规则。
因此，这引出了一个孩子们经常问的问题：“为什么星星、太阳，还有行星都是圆的？为什么恒星和行星不会变成立方体或金字塔的形状？”由于很小的小行星质量很小，因此重塑它们需要的引力也很小，而大的天体，比如行星和恒星有强大的引力场。这个引力场是均匀的，而且是向内吸引的，因此会把一个不规则形状的物体挤成一个球形。所以，行星在几十亿年前不一定是圆的，但是随着时间的推移，引力场的吸引会把它们挤压成光滑的球形。
孩子们经常提出的另一个问题是，当太空探测器穿过小行星带时，为什么它们不会被撞毁。在电影《星球大战》里，我们的英雄差一点儿就被四处乱飞的巨大岩石块撞倒。虽然好莱坞的描述令人激动，但幸运的是它并不能真正代表小行星带的密度。事实上，小行星带主要处于一个真空环境中，偶尔有飞过的岩石。当未来的开采者和移居者在寻找新大陆的过程中勇敢地面向外太空时，大部分时间，他们会发现小行星带是相对易于航行的。
如果按照计划执行这些小行星的开发步骤，那么我们最终的目标将会是建立一座永久的基站以维护、再供给和支持未来的任务。小行星带中最大的天体谷神星可能是这个行动的最佳地点。像冥王星一样，谷神星（它的名字源于希腊神话中的农业女神，它也是单词谷物的来源。
）最近被重新划分成一颗矮行星，而且我们认为它永远无法聚集足够多的物质来和周围的行星竞争。作为一个天体，它很小，大约是地球的1/4，没有大气层也几乎没有重力。然而，作为一颗小行星，它又是巨大的；直径大约580英里，或者说大概和得克萨斯州差不多大，质量占整个小行星带所有质量的1/3。考虑到它的弱引力，因而可能是一个理想的空间站，因为火箭将很容易着陆和离开这颗小行星，而这正是建造空间站非常重要的因素。
NASA的“黎明号”小行星探测器于2007年发射，自2015年开始进入谷神星轨道。该计划发现谷神星是一个有大量陨石坑的球体，主要由冰和岩石构成。理论认为很多小行星和谷神星一样包含冰，可以用于加工提取出氢和氧，再作为燃料。最近，利用NASA的红外望远镜设备，科学家发现小行星忒弥斯女神24号完全被冰层覆盖，其表面存有机化学物质的迹象。这些发现增加了这个推测的真实性：小行星和彗星可能在几十亿年前把原始的水和氨基酸带到了地球上。
与月球和行星相比，小行星很小，因而它们很可能不会发展成永久的移民城市。在小行星带建立一套稳定的通信将会非常困难。在小行星带的大部分地方，没有空气可以呼吸，没有水喝，没有能源可用，也没有土壤可以种植食物，更不用提那里没有重力了。因此，小行星更可能会成为采矿者和机器人的临时住所。
但是小行星能为主要任务——载人火星任务提供一个必要的跳板。