地球資源越來越匱乏，到外太空挖礦可能實現嗎？
月球、火星、小行星和彗星等星體蘊藏大量寶貴的資源，受到許多研究人員和商業界的高度關注，希望有一天能開採挖掘、支持太空經濟，這將是一項不小的壯舉。在地球以外的地方挖礦，目前面臨哪些挑戰？又有哪些令人振奮的進展？
自有歷史以來，人類便對月亮有著無盡的想像。近幾十年來隨著太空技術的進步、地球資源愈趨匱乏，人們也開始將目光轉向月球，國際間再度掀起一波登月熱潮。與過去稍有不同，這次強國看上的是，月球與太空的龐大資源商機，外太空已然成為全球競爭的新戰場。
近年來，國際間再度掀起一波登月熱潮。照片來源：David Besh／Pexels
月球上要採什麼礦？據《BBC》報導，月球上有三種主要的資源：水、氦和稀土。NASA估計，月球上有 100 萬噸的氦同位素「氦-3（Helium-3）」。根據《路透》，這種在地球上稀有的同位素可以為核融合反應器提供能量，且因其不具放射性，並不會產生危險的核廢料。此外，在月球上還有鈧、釔和15種鑭系元素，是可以用於智慧型手機、電腦等先進科技的稀土金屬。
外太空採礦可能嗎？ 技術、經濟面仍有諸多挑戰
月球採礦的作法跟地球採礦類似，透過在月球表層用挖土機開採岩石，或是用潛盾機探測礦脈。
2008年，印度「月球飛船1號」（Chandrayaan-1）首次發現月球表面有水，這項發現對於擁有登月大夢的人類來說至關重要，為了減少發射成本，最便利的方式是從太空就地取材，水是人類生存的重要資源，不僅可以幫助減少成本，由水分解出的氧氣、氫氣也可以提供火箭推進所需的燃料。
月球上有水，雖然可以讓人類長期停留，仍需考慮到維生設備、避免輻射和額外的發射成本；因發射成本非常高昂，設備要夠輕巧才能符合效益。
目前的研發朝遠端遙控、自動化的挖礦機器人為方向，即使在地球上的採礦作業也還沒全自動化，要實現太空採礦的夢想，人們還得持續提升機器人的效能。
看好月球與太空的龐大資源商機，各國紛紛投入太空開採與資源探測的研發工作。圖為1972年美國阿波羅17號登月計畫。照片來源：NASA／Unsplash
澳洲國立大學和雪梨新南威爾士大學的研究人員提出生物採礦的方式，利用細菌與礦物質作用產出氣體，再使用探測器收集這些氣體。
用遠端遙控的方式採礦，另一個挑戰是距離。星體距離地球越遠，傳達訊息所需的時間就越長。根據科學研究，月球距離（Lunar Distance，LD，意即月球中心到地球中心的距離）約384,400公里。舉例來說，若是將指令傳送到火星上的探測器，尚且不論是否能傳送成功，傳達所需時間的將延遲長達40分鐘。
相較之下，月球與地球通訊的時間只有約2.7秒的延遲，是相對容易遙控遠端開採的距離。
不過，從實際層面評估，仍應優先考量如何讓人類在月球長期停留的可行性，並找到可穩定供應太空人所需的資源，譬如水，且這些資源最好能夠循環使用。
外太空成資源競爭新戰場 國際紛紛布局太空經濟市場
儘管真正到太空採礦還言之過早，仍有不少公司看好商機並投入研發太空開採、太空資源探測和其他應用科技。
例如，NASA正在研擬開發利用3D列印在月球上建造建築物的可能性；美國的OffWorld公司正致力發展可在地球、月球、小行星和火星運行的工業機器人；英國Metalysis公司則已開發出可以從月球岩石或粉塵中提取氧氣的技術。
美國的OffWorld公司正致力發展可在地球與其他星體中挖礦、運行的工業機器人。照片來源：OffWorld
太空採礦也可能會改變人造衛星的管理方式。美國太空公司Orbit Fab公司正開發一種衛星補充燃料，製作原料利用在太空中收集到的礦物資源，為10～20年後燃料耗盡、脫離軌道的衛星超前部署，避免產生更多太空垃圾。
在環境層面，太空採礦或許可幫助減少地球所需的開採量，然而前提是在太空採礦不會增加火箭發射的次數，或是這些取得的資源可以送到地球運用。
當前月球採礦仍有諸多技術與經濟層面的挑戰，能否拓展至其他行星還是未知數。可以想見隨著太空經濟的發展，無可避免會需要進行更多的發射作業，對環境的衝擊與疑慮也有待觀察。
參考資料
- 路透社（2023年8月11日），Explainer: Moon mining - Why major powers are eyeing a lunar gold rush?
- Infographic: Lunar Gold Rush: How Moon Mining Could Work
- BBC News 中文（2020年9月11日），美國太空總署尋求商業伙伴開發月球資源的三大看點
- The Conversation（2022年5月15日），Humans have big plans for mining in space – but there are many things holding us back
- Cosmos Magazine（2023年9月24日），The next gold rush is far away but space mining is closer
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