大众媒体喜欢谈论使用大数字进行挖掘。
许多文章都将前往小行星带中最大的金属小行星普赛克 (Psyche) 的任务描述为访问一颗价值 10,000,000,000,000,000,000 美元的天体,大概是因为文章的作者经常敲击键盘上的“0”键。
但这个估值有多现实呢?它到底意味着什么?
Astroforge 资助的论文是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项目的一位教授撰写,该书仔细研究了小行星上有哪些金属,以及它们的价值是否真的与简单的计算表明会是这样。
该论文将小行星上的金属分为两种不同的类型——那些值得返回地球的金属和那些不值得返回地球的金属。
事实上,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、相对较低的供应量以及在各种现代技术中的高实用性而闻名。其中包括催化转换器,这就是为什么它们通常成为小偷的目标。
另一类是用于太空建筑的金属,例如铁、铝和镁。虽然由于它们在地球上的价格相对较低,将它们送回地球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电池阵列。
然而,考虑到这些来自太空的金属价格昂贵,因此没有任何需求,这是先有鸡还是先有蛋的问题,因此很难量化它们的价值。但它的竞争(即从地球发射材料)的价格昂贵,为 10,000 美元/千克,加上铁等常见材料的 100 美元/千克。
这些价格远低于地球上铂族金属(例如铑)的 50 万美元/千克,但如果在太空中使用这种材料,在小行星上开采铁仍然具有经济可行性。
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?
首先也是最重要的是,最近的研究表明,像普赛克这样由“纯金属”制成的小行星很可能纯粹是虚构的。虽然这对于任何一颗价值很高的良性小行星来说可能不是个好消息,但该研究的另一部分是,即使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(相当于残留的小行星),并将 83 种不同元素的“品位”与在地球表面或附近发现的矿石进行了比较。
由于遥感很难区分其中一些元素,因此除了已返回的少数完整小行星样本外,可以采用先进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。远的。
该数据表明,铂族金属的浓度虽然低于最初考虑的浓度(因为一篇关于小行星组成的基础论文中的假设),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)的材料的铂族金属浓度可能比地球上或其他类型的小行星材料上发现的任何物质都要高几个数量级。
RMN 主要存在于钙铝夹杂物 (CAI) 结构中,主要存在于 L 型小行星上。 L型是相对罕见的微红色小行星,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,无需额外处理。
然而,RMN 本身非常小,在微米到亚微米范围内,这使得它们从一开始就极难加工。因此,从小行星风化层中大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。
当研究用于太空的金属时,它们的含量与最初预测的一样丰富,但在将它们加工成氧化状态时面临着挑战。通常,这需要一些高能程序,例如熔融风化层电解,以分解单质金属,这是进一步加工所需的。
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 这样的公司能够如愿以偿,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 教授凯文·坎农 (Kevin Cannon) 是共同作者。该公司计划在一月份启动下一个任务,即与近地小行星会合,试图判断它们是否是“金属”。
也许这项任务将有助于我们加深对我们周围小行星的组成和价值的了解。