2026年1月29日,中国航天科技集团宣布,“十五五”时期,我国将启动“天工开物”重大专项,重点突破小天体资源勘查、智能自主开采、低成本转移运输、在轨处理利用等关键技术。这标志着,曾只存在于科幻作品中的“太空采矿”,正从想象加速走向现实。

我们挖的不只是“宝藏”　更是人类的未来

　　如果简单把太空采矿理解为“飞到小行星上挖宝藏运回地球”,显然是小看了这项事业的格局与意义。

　　全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,大家口中的“太空采矿”只是通俗说法。太空资源是一个庞大多元的体系,远不止矿产一类。

　　广义上的太空资源,主要包含四大类别:一是蕴藏氦-3、稀有金属、水冰的物质资源；二是无遮挡、稳定持续的空间太阳能资源；三是微重力、高真空、强辐射的特殊环境资源；四是服务于通信、导航、定位的空间信息资源。开发太空,本质上是为人类文明寻找可持续发展的新路径。

　　中国工程院院士王运敏表示,随着地球浅部资源日益枯竭,人类走向深部、深海、深空寻找资源,是不可逆的历史选择。

　　比如,月球上的氦-3储量超过100万吨,是地球已知储量的百万倍,被公认为未来可控核聚变的“完美燃料”；小行星上的铂族金属、稀土等战略资源,储量远超地球全部探明量。对于高端制造、新能源、半导体等关键产业而言,太空堪称一座取之不尽、用之不竭的资源宝库。

月球与小行星　是两大资源宝库

　　人类迈向深空的脚步,遵循由近及远、先月后星的科学路径,月球与近地小行星,正是“天工开物”计划最核心的两大目标区域。

　　在距地球38万公里的月球,最珍贵的宝藏藏在南极的永久阴影区。科学家已确认,这里封存着数亿吨水冰。这些看似普通的冰块,被称作太空探索的“万能液体”,不仅可以支持航天员生存,电解之后还能分解为氢气和氧气,成为火箭推进剂。

　　正如航天专家所言:谁掌握了月球制水技术,谁就拥有了通往深空的“太空加油站”。

　　月球带给人类的惊喜远不只水冰。月壤中富含的氦-3,凭借安全、高效、无污染的优势,成为未来能源的希望。据测算,仅30吨氦-3便可满足我国一整年的能源需求；月球上百万吨级的储量,足以支撑人类文明长久发展。

　　此外,钛铁矿、稀土、铝、铁等工业原料广泛分布在月球表层,为未来月球基地建设、深空制造提供了基础原材料。

　　若将目光投向更远的小行星带,这里更是真正的“宇宙金库”。部分碳质小行星的铂族金属含量,达到地球地壳的万倍以上。NASA在小行星“贝努”的探测数据显示,每吨样本中含有的贵金属价值超过8000万美元。

　　面对来自宇宙的馈赠,我国已绘制清晰的“星际掘金路线图”。

　　根据中国航天科技集团“天工开物”专项规划,我国将分阶段推进太空资源开发利用:2030年前形成完整的深空勘探能力,完成月球与近地小行星资源详查；2040年前实现太空资源小规模开发与工程化验证；2050年前具备太空资源规模化开发能力,建成月球基地与太空开发体系,逐步实现小行星资源工程化开发。

智能机器人充当“星际矿工”

　　在真空、微重力、正负300摄氏度温差、强辐射的极端环境里采矿,难度远超地面任何工程。中国“天工开物”专项的核心目标,就是搭建一套“探测—开采—运输—在轨处理”的全链条体系,真正做到“找得到、挖得出、运得稳、用得上”。

　　找矿是太空采矿的第一步。我国的深空探路队伍早已上路:嫦娥五号、六号相继完成月球采样返回；天问二号探测器正飞往目标小行星,将开展近距离探测与采样；计划于2026年发射的嫦娥七号,将重点对月球南极水冰资源进行详查与定位。

　　未来,我国还将发射专用资源探测器,搭载中子活化分析仪、高光谱成像、激光雷达等尖端设备,如同给宇宙装上高精度CT扫描仪,精准识别微量矿藏,为后续开采绘制可靠的资源地图。

　　在极端环境下作业,人类无法亲临现场,只能依靠智能机器人充当“星际矿工”。

　　我国已研制出首台六足仿生太空采矿机器人,采用轮爪复合设计:在岩石地形下,可以用爪子牢牢吸附固定,保证作业稳定；在松软月壤上则可切换轮式模式,实现快速移动。这款机器人已完成地面微重力环境测试,能够自主导航、越障、钻探、破碎、取样,全程无需人工遥控,可24小时不间断作业。

　　太空采矿最核心、最科学的思路,是就地取材、就地使用,也就是航天领域的原位资源利用。把矿石从太空运回地球成本极高,最经济的方案是在太空直接加工使用。

　　目前,我国科研团队已利用模拟月壤实现制氧、3D打印“月壤砖”等关键试验。未来,人类可以在月球上直接用月壤盖房子、修道路、制造航天器零部件、生产火箭燃料,摆脱对于地球补给的依赖。

浪漫的太空采矿背后　三大技术难关待闯

　　太空采矿看似浪漫,背后却是一道道世界级技术难关。除了极端环境,通信延迟、运输成本、智能自主,是横亘在人类面前的三大拦路虎。

　　太空距离带来的通信延迟,是最棘手的问题。地球与小行星之间的信号往返,动辄需要数分钟甚至更久。因此,太空采矿装备必须拥有高度智能的自主“大脑”。

　　庞之浩指出,未来的太空作业,必须依靠人工智能实现全自主运行,从探测规划、路径导航到故障处理、维修恢复,全部由机器自主完成。

　　中国工程院院士陈杰描绘了未来的太空工地场景:多台机器人组成群体智能系统,勘察机器人负责测绘定位,运输机器人负责搬运物料,3D打印机器人负责建造设施,彼此协同、无人操控,构成一个高度自动化的星际作业系统。

　　高昂的运输成本,是制约太空采矿产业化的另一大瓶颈。为此,我国将可重复使用运载器、轨道转移飞行器、在轨加注等技术列为重点攻关方向,大幅降低天地往返与深空运输成本。

　　在更长远的规划中,“太空电梯+电磁弹射”的创新构想被逐步论证,依托先进材料与月球轨道设施,未来有望大幅降低星际物流成本,让太空资源开发真正具备产业价值。

　　在轨处理与制造技术,是实现“天造天用”的关键一环。我国正持续攻关无容器冶炼、微波提取、电解制氧等前沿技术,把原始的月壤、小行星矿石直接转化为可用材料、燃料与零部件,最大限度减少无效运输,让太空真正成为可以生产、制造、利用的新空间。