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(shí)。
中國礦業(yè)大學(xué)劉新華教授團(tuán)隊(duì)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(gè)輪足和三個(gè)爪足,。這樣的設(shè)計(jì)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(duì)模擬昆蟲的爪刺結(jié)構(gòu),,為機(jī)器人設(shè)計(jì)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(duì)搭建了一個(gè)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),,科研人員能夠更準(zhǔn)確地掌握月球地層特性,,為未來實(shí)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,。基于現(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(shí)現(xiàn)試驗(yàn)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(diǎn)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(jià)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(gè)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,。