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[提问] 未来10年的火星殖民跟小行星带采矿货运商业系统设想!

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kenkiller1 发表于 2017-11-3 18:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

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1,今天看到这篇报道,SETI中文讯据中国探月项目的总设计师叶培健声称,中国将对小行星进行开采,开采可能存在的钯和铂金属。铂的价值极高,每一千立方厘米的价值在100万美元(约68.7万英镑)左右。举个例子,去年经过地球的一颗小行星就含有价值3.7万亿英镑的铂储量。

叶培健先生称:“在不久的将来,我们将探索如何将机器人或者宇航员送上适宜采矿的小行星,以及如何将这些珍贵资源送回地球。小行星也能够成为我们未来宇宙探索的跳板,有些小行星也能够成为星际探索的基地。”

叶培健先生补充称:“我们能够将一架无人探测器送上小行星,探测器将与小行星一起飞往深太空。当它到达宇宙某一处时,我们会激活它,它将离开小行星来执行它所肩负的科学任务。这将极大的减少探测器所需要携带的燃料,并且延长它的工作寿命以及它的飞行范围。”

中国并非唯一想要进行小行星采矿的国家。前段时间美国高盛投资公司的一份报告就表达了想要将探测器送上小行星的想法。报告中称:“虽然小行星采矿的心理障碍很大,但是资金和技术障碍要小的多。每个矿藏探测器的造价很可能要数千万美元,而一艘抓取小行星的航天器造价在26亿美元。小行星采矿比我们想象的要接近于现实。”

(预计2043年前后,人类首个小行星采矿基地将成规模。)

先不考虑叶培健放的嘴炮,如果假设要进行商业有偿的小行星带的开采,那么这个系统的设计跟可行性如何呢?
我个人认为比较靠谱的计划就是在火星跟地球的同步轨道建立中转站,中间用大型可充气货舱的太阳能或者甲烷发动机的无人驾驶电推船进行轮渡。因为是无人驾驶的,所以考虑不考维生系统跟人员载荷的问题,至于电推比较慢的问题,可以多造几艘,假设平均每艘从火星到地球走1年那么12艘轮渡可以保证,一个月到达一艘,到达地球同步轨道了,聚集了一定数量入轨投放。同时电推船的燃料加注以及维护可以在火星同步轨道中转站上进行。
至于小行星的矿物采集等问题,可以在小行星带设立专门的中转站。当然火星同步轨道中转站,火星地面哨站,以及小行星带估计都要有人值守,
所以,整个问题还是要回归到火星哨站的建设上来,只有火星哨站可以成功建设,才能有小行星带采矿的基础。
整个计划,如果不考虑研发,运费跟人员管理的费用,光算一下送上天的载荷的成本,目前猎鹰9 leo 22.8报价6200万美元,复用打7折。
研发中的BFR LEO 能力150吨 我估计发射成本初期一次要一亿以上,当然关于复用有讨论,BFR成熟复用,最多可以打2折,那么算5折好了。
就是150吨LEO 5000万美元,这个计划我认为至少要送几千吨以上载荷达到LEO, 那么2000吨上天的载荷成本大概在6.7亿美元,如果是3000吨就是10亿。
就是说,如果BFR研发成功,小行星带的采矿任务还是很有可能性的。 无人船自动化运作这些成本很低。


盈利呢? 一次轮渡可以运送多少吨的货物到达地球,如何入轨投放,需要在火星中转站上初步精炼?初期采矿那些矿物有资源比如铂?大量开采对原料市场的冲击问题?
这些还有很多问题,但是如何光算载荷的话,BFR成功以后,小行星带采矿应该是具有可行性的。
同时为啥要一定运到地球,如果火星前哨站的人口逐渐增多,很多人去火星旅游工作的话,这些矿物用在火星本地建设上也是非常可行的。
这些方面想得到大家指点下,我这个思路有没有问题。


本帖被以下淘专辑推荐:

 楼主| kenkiller1 发表于 2017-11-3 18:56 | 显示全部楼层
还有一个问题,建立火星本地哨站其实用不着BFR啊,初期的货运飞船反正无人的为啥不用电推呢? 马斯特是怎么想的,计划中的2022年的2艘货运飞船完全可以采用电推加可充气舱门的设计啊。在火星着陆可以反推。
反正这2艘用不着回来,不如一次性电推直击火星。或者一直击登陆,一电推到火星同步轨道充气展开作为火星轨道中转站。当然从地球上天还是要用到BFR.
hyperion 发表于 2017-11-4 18:59 | 显示全部楼层
为什么要去遥远的小行星带呢?近地小行星也有不少呀!为什么不从这里采矿呢?从近地小行星回到地球需要的速度增量比从小行星带少一个多数量级呢。这才是成本最低的方案吧?
hkhtg090201 发表于 2017-11-7 15:52 | 显示全部楼层
9m96e2 发表于 2017-11-7 15:59 | 显示全部楼层
对于地球和火星来讲同步轨道还不如L1/L2点,无论是由近地轨道进入还是离开的delta-v都明显不占优势
爆破鬼才太空X 发表于 2017-11-7 21:11 | 显示全部楼层
这个掏专辑太有意思了,姿词一个
lmm9001b 发表于 2017-11-8 10:49 | 显示全部楼层
10年内难度太大,20年内也是困难重重。看看现在中国的航天发展,到2027年是估计连空间站都还搞不利索,如何能去小行星上采矿?
3431 发表于 2017-11-8 11:09 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
lmm9001b 发表于 2017-11-8 10:49
10年内难度太大,20年内也是困难重重。看看现在中国的航天发展,到2027年是估计连空间站都还搞不利索,如何 ...

借用三体里的一句话“不要顾及 这是在对可行性研究进行可行性研究”
3431 发表于 2017-11-8 11:11 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
用太阳帆托个小行星去拉格朗日点岂不美哉
liyue1997b 发表于 2017-11-8 13:07 | 显示全部楼层
用太阳帆直接拖进太平洋或者某个沙漠才省事
3431 发表于 2017-11-8 15:49 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2017-11-8 13:07
用太阳帆直接拖进太平洋或者某个沙漠才省事

到不是不可以 看个头大小……这样搞弹道导弹和战略轰炸机都可以退出历史舞台了
hyperion 发表于 2017-11-8 18:22 | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2017-11-8 13:07
用太阳帆直接拖进太平洋或者某个沙漠才省事

不过再入阶段是个大麻烦吧?怎么保证被拖过来的这颗小行星(小行星切块)不会在空爆呢?
liyue1997b 发表于 2017-11-9 09:24 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2017-11-8 18:22
不过再入阶段是个大麻烦吧?怎么保证被拖过来的这颗小行星(小行星切块)不会在空爆呢?

对 钯和铂金属 核心的小行星来说,应该比较结实吧,当然要充分计算好轨道,并尽可能减速
hyperion 发表于 2017-11-9 18:02 | 显示全部楼层
liyue1997b 发表于 2017-11-9 09:24
对 钯和铂金属 核心的小行星来说,应该比较结实吧,当然要充分计算好轨道,并尽可能减速

关键就是这个怎么充分减速呀!巨型铁陨石的面密度比再入飞船大了几个数量级,指望其能充分减速似乎是很难的。
考虑到直接把铁质小行星带回来似乎太浪费(里面的主要元素铁是买不上价的),在上面简单冶炼下把大部分铁去除,只带镍合金回来似乎更好。如果这么做的话,就可以在冶炼玩直接把金属熔体浇铸成飞船形状的大铸件,以方便再入减速了。
liyue1997b 发表于 2017-11-9 20:39 | 显示全部楼层
hyperion 发表于 2017-11-9 18:02
关键就是这个怎么充分减速呀!巨型铁陨石的面密度比再入飞船大了几个数量级,指望其能充分减速似乎是很难 ...

一般通过巨大行星来加速或减速,可以从木星那绕一下,利用木星引力减速后,再绕一下地球来减速
纯属脑洞,不要当真啊
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