隨著地球資源的日益枯竭,,人類開始將目光投向太空,,尤其是月球、火星和近地小行星等蘊(yùn)藏豐富礦產(chǎn)資源的地方,。太空采礦這一以往只在科幻小說和電影中出現(xiàn)的場景正在逐步變?yōu)楝F(xiàn)實,。
中國礦業(yè)大學(xué)劉新華教授團(tuán)隊研發(fā)出國內(nèi)首臺多功能太空采礦機(jī)器人。這款機(jī)器人不同于當(dāng)下流行的人形機(jī)器人或機(jī)器狗,,其基本形態(tài)為六足模式,,包括三個輪足和三個爪足。這樣的設(shè)計主要是為了適應(yīng)太空中的微重力環(huán)境,。太空采礦機(jī)器人需要在地外星體上完成地質(zhì)勘探和礦物采集任務(wù),,鉆探是必備技能。然而,,在低重力環(huán)境下,,如何讓鉆頭順利鉆進(jìn)星體表面成為一大難題。為此,,科研團(tuán)隊模擬昆蟲的爪刺結(jié)構(gòu),,為機(jī)器人設(shè)計了特殊的爪刺足,以增強(qiáng)其附著和抓地能力,。目前,,該機(jī)器人原型機(jī)已申請專利并通過初審。
為了讓太空采礦機(jī)器人練就“十八般武藝”,,劉新華教授團(tuán)隊搭建了一個特殊的訓(xùn)練場,,主要模擬近地小行星表面的風(fēng)化程度和微重力環(huán)境。經(jīng)過不斷訓(xùn)練,,機(jī)器人已經(jīng)可以根據(jù)工作環(huán)境調(diào)整自身結(jié)構(gòu)形狀,,適應(yīng)復(fù)雜地表。此外,,該機(jī)器人還需要在中國礦業(yè)大學(xué)深地工程智能建造與健康運(yùn)維全國重點實驗室進(jìn)行進(jìn)一步訓(xùn)練,,這里可以精準(zhǔn)模擬月球表面極端環(huán)境,包括六分之一G重力場,、超高真空環(huán)境以及巨大的晝夜溫差,。通過這些實驗,科研人員能夠更準(zhǔn)確地掌握月球地層特性,,為未來實際開采做好準(zhǔn)備,。
開發(fā)太空資源不僅關(guān)乎科技競爭,更是未來人類文明可持續(xù)發(fā)展的希望所在?;诂F(xiàn)有空間科學(xué)技術(shù),、航空航天技術(shù)和采礦技術(shù),,人類有望在未來幾十年內(nèi)實現(xiàn)試驗性開采近地星體上的太空資源,。月球作為距離地球最近且資源豐富的天體,已成為全球科研投入的重點對象,。除了月球,,太陽系中數(shù)量眾多的小行星也蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源,其中近地小行星因距離地球較近而具有較高的開采價值,。目前,,全球科技界已在地外天體鉆孔技術(shù)、太空中原位資源利用等多個關(guān)鍵技術(shù)上取得大量成果,。太空3D打印等新興技術(shù)的發(fā)展,,使人們對于在太空制造組裝采礦裝備及利用太空資源充滿期待。