像地球一样，像月球、火星、小行星和彗星这样的行星也蕴藏着大量的宝贵资源。这引起了研究人员和工业界的注意，希望有一天能挖掘它们来支持太空经济。

　　但建立任何一种地球以外的采矿业都将是一个不小的壮举。让我们看看我们面对的是什么。

　　当你想到地球外的采矿时，你可能会想象从太空中的各种物体中提取材料，然后把它们带回地球。但这不太可能是第一个商业上可行的例子。

　　如果我们想要像美国宇航局提议的那样，在月球上建立永久性的人类存在，我们需要为居住在那里的宇航员提供补给。像水这样的资源只能在一定程度上被循环利用。

　　与此同时，从地球发射资源极其昂贵。截至2018年，将一公斤材料发射到近地轨道的成本约为3645澳元，将其发射到更高的轨道或月球的成本则更高。很可能在太空中开采的材料将用于太空，以帮助节省这些成本。

　　采集现场需要的材料称为“现场资源利用”。它可以涉及任何事情，从挖冰到收集土壤来建造建筑物。美国宇航局目前正在探索用3D打印技术在月球上建造建筑物的可能性。

　　太空采矿也可能改变卫星管理。目前的做法是，卫星在10-20年后燃料耗尽时脱轨。像Orbit Fab这样的航天公司的一个远大目标是设计一种可以使用太空收集的推进剂进行燃料补给的卫星。

　　即使是低地球轨道卫星，从月球到达它们所需的能量也比从地球到达它们所需的能量要少。

　　说到地球外的采矿机会，有一些资源既丰富又有价值。一些小行星含有大量的铁、镍、金和铂族金属，可用于建筑和电子。

　　月球的风化层(岩石和土壤)含有氦-3，如果核聚变变得可行和广泛，氦-3在未来可能成为一种宝贵的资源。英国金属分析公司已经开发出一种可以从月球表层提取氧气的方法。

　　冰预计存在于月球表面，在其两极附近的永久阴影环形山。我们还认为火星、小行星和彗星的表面下有冰。它可以用来维持生命，也可以被分解成氧和氢作为推进剂。

　　我(迈克尔)的博士论文涉及测试月球和火星上的探索技术将如何运作。我们的其他工作包括火星上冰开采的经济模型，以及月球上隧道稳定性的计算机模型。

　　一些关于地球外采矿的建议与地球上的采矿类似。例如，我们可以用斗轮挖掘机开采月球表层，或者用隧道掘进机开采小行星。

　　其他的建议就比较陌生了，比如使用真空机器将表层土拉出管道(这种方法在地球上的挖掘中使用有限)。

　　新南威尔士大学悉尼分校和澳大利亚国立大学的研究人员建议使用生物医学。在这种情况下，被引入小行星的细菌会消耗某些矿物质并产生气体，然后探测器就可以收集和收集这些气体。

　　我们在新南威尔士大学的澳大利亚空间工程研究中心(Australian Centre for Space Engineering Research)的工作包括寻找减少空间资源行业风险的方法。不用说，有许多技术和经济上的挑战。

　　发射成本使得许多人急切地想要开始地外采矿，这也意味着将采矿设备运送到太空是昂贵的。采矿作业必须尽可能轻，以达到成本效益(甚至可行)。

　　此外，距离地球越远的物体，到达地球所需的时间就越长。向火星漫游者发送指令并确认是否成功的时间最长可达40分钟。

　　月球只有2.7秒的通讯延迟，而且可能更容易远程采矿。近地天体的轨道也与地球相似，它们偶尔会以与月球相当的距离经过地球。它们是理想的采矿对象，因为到达和返回它们几乎不需要能量。

　　考虑到将人类送入太空的额外挑战，比如需要生命维持、避免辐射和额外的发射成本，地球外的采矿将主要需要自动化或远程控制。

　　然而，即使是地球上的采矿系统也不是完全自动化的。在小行星被开采之前，机器人技术需要改进。

　　虽然宇宙飞船已经多次在小行星上着陆，甚至取回了样本——隼鸟1号和2号任务期间将样本送回了南澳大利亚州的乌梅拉——但我们在小行星和彗星上着陆的总体成功率很低。

　　2014年，发射到67P/Churyumov/Gerasimenko彗星的“菲莱”着陆器在一次失败的着陆尝试中坠入沟里。

　　还有环境方面的考虑。在太空采矿可能有助于减少地球上所需的采矿量。但前提是，地球外开采的结果是减少而不是增加火箭发射，或者资源返回地球并在地球上使用。

　　虽然在太空中收集资源可能意味着不必从地球上发射资源，但随着太空经济的增长，可能会不可避免地进行更多的发射。

　　还有一个问题是，拟议的采矿技术是否能在空间环境中工作。不同的行星体有不同的大气(或没有)、重力、地质和静电环境(例如，它们的土壤可能由于来自太阳的粒子而带电)。

　　这些条件将如何影响离地行动仍在很大程度上是未知的。

　　虽然还处于早期阶段，一些公司目前正在开发地球外采矿、空间资源勘探和其他太空用途的技术。

　　加拿大太空采矿公司正在开发支持太空生命所需的基础设施，包括氧气发生器和其他机械。

　　总部位于美国的OffWorld公司正在开发用于地球、月球、小行星和火星操作的工业机器人。小行星采矿公司也在努力建立太空资源市场。

　　Michael Dello-Iacovo隶属于动物正义党和感知研究所。

　　Serkan Saydam接受ARC、ACARP、CRC-P、ESA、澳大利亚-韩国基金会的资助。他隶属于新南威尔士悉尼大学(澳大利亚空间工程研究中心)和矿物与能源工程学院，国际岩石力学学会(ISRM)行星岩石力学委员会，矿业教授协会，AusIMM会员，澳大利亚工程师协会AaEe会员，澳大利亚地质力学学会和美国地质力学协会。