星星除了用來唱「一閃一閃亮晶晶」和情侶之間甜言蜜語之外,還有什麼其他用處嗎?
它也許能讓你成為億萬富翁,前提是有人能夠像地球挖礦一樣,完成行星開採。這並不是科幻書裡的情節,有一批創業公司已經在為此前僕後繼。
最早在1996年時,涉及一個小行星開採活動的費用估計約為1000億美元。而根據加州理工學院Keck空間研究所2012年的測算,機器人和材料技術的進步大幅降低了小行星開採的預估費用,這個成本最低可被壓縮到26億美元。
2017年,高盛發布報告,稱小行星資源價值萬億美元,一旦成功開採回報非常豐富,有望誕生人類第一個萬億美元的富翁。按照NASA的估值,如果成功開採小行星16 Psyche,地球上每個人平均能分到930億美元。
這筆誘人的投資存在幾個關鍵的問題:誰來開採?怎麼開採?還要多久?
迄今為止,人類已發現了超過75萬顆小行星。多數小行星位於火星和木星之間,與地球相距太遠,不適合作為小行星採礦業發展初期的目標。因此,可採集的目標範圍縮小至近地小行星天體,大約有17000個。
根據哈佛大學天體物理學家馬丁·埃爾維斯教授的測算,值得開採的小行星的必須達到10億美元的市場價值,因此直徑需要大於1公裡。但隨著近年來技術的不斷發展,業內通常評估認為開採直徑30米以上富含鉑金的小行星就能回本。依據地表隕石中4%是金屬隕石的概率和相對速度開採可行性進行估算,當前可以鎖定10個小行星作為潛在開採目標,其中就包括美國與日本正在分別採樣的貝努與龍宮兩顆小行星。
NASA在2016年9月發布的報告顯示,當前有711個市值超過100萬億美元的已知小行星天體。
目標已經鎖定,發家致富的機會就在眼前。正如19世紀的淘金熱潮,吸引了30萬牛仔的大遷徙。
只是這一次,舞臺從加州換成了太空。
估值700000000000000000000美元的16 Psyche小行星 來源:起源太空 NASA
2009年,科幻電影《阿凡達》上映,前往潘多拉星球採礦的故事,為無數觀眾播下了探索宇宙的種子。同年,Arkyd宇航公司成立。三年後,在《阿凡達》導演詹姆斯·卡梅隆、Google創始人拉裡·佩奇與前CEO埃裡克·施密特等人的支持下,Arkyd宇航公司改組,成立了第一代小行星採礦公司的龍頭——行星資源公司(Planetary Resources)。
緊接著2013年,深空工業公司(Deep Space Industries)成立。兩家第一代小行星採礦公司正式拉開了行業的序幕。
團隊建立好就可以開工了,那麼前往小行星採礦第一步需要做什麼?整個行業都在思考這個問題。沒有任何可以借鑑的經驗,兩家企業只能通過不斷試錯去論證技術路線。彼時「第一性原理」這個詞還沒有因為馬斯克而火熱,大家還是在簡單地嘗試尋找問題的本質。
思路一:要去小行星採礦,一定需要通過航天裝備。太空中沒有足夠的空氣,但航天裝備需要推進劑前進。什麼物質能作為推進劑?答案是水。於是兩家公司都把目光放到了太空中水冰的利用上。
深空工業公司決定開發一套水動力推進系統,技術路徑也很直接。加熱,產生蒸汽,推進。深空工業公司前CTO格蘭特·波寧當時給出了一個很有誘惑的說辭:
「現在購買一套系統,你就會得到一個屬於未來的加油站。」
另一邊,行星資源公司聯合創始人埃裡克·安德森也提出了目標:
「要在2020年前,在近地軌道上建立推進劑倉庫,從地球附近的小行星提取水冰資源,並帶回到倉庫中,以從地球帶到宇宙中的成本價十分之一,出售給其他太空公司。」
很遺憾,到了2020年,這個目標並沒有實現。
多功能空間探測器示意圖 來源:NASA
思路二:要去小行星採礦,一定要有足夠收益吸引大家投資。小行星有哪些價值?鉑金、黃金等貴金屬。怎麼樣才能發現這些富含貴金屬的小行星?答案是發射探測器。於是行星資源公司決定發射太空望遠鏡。
2014年10月,行星資源公司第一個立方體衛星Arkyd-3在萬眾矚目下發射。很可惜,火箭爆炸,任務失敗。2015年4月,升級版的Arkyd-3R成功發射並進入國際空間站。2016年5月,公司獲得2110萬美元A輪融資。2016年11月,與盧森堡政府籤訂協議,獲得2500萬歐元投資。2018年1月,第二顆衛星Arkyd-6成功進入軌道。
看似一切進展順利,問題卻隱隱浮現。兩家公司高估了小行星採礦的社會認可度,幾年的探索沒有產生足以說服投資人的利潤和標誌性事件。一直在大舉投入的模式,最終讓投資人失去了耐心。如行星資源的投資方太空天使(Space Angels)負責人查德·安德森所說:
「兩家公司都非常擅長講故事和營銷,但他們沒有履行對投資者的承諾。」
2018年底,行星資源公司被區塊鏈企業ConsenSys收購。僅僅兩個月後,深空工業公司被Bradford Space收購。第一代小行星採礦公司完成了引領行業的使命。
太空採礦機器人模擬原型 來源:NASA
第一代企業雖然無法維繫,但幾年的探索過程,為行業發展提供了寶貴的試錯經驗,以及在全球範圍內吸引了一批信徒。從英國到日本,從澳大利亞到中國,第二代太空資源開採企業開始登上舞臺。
汲取了第一代的失敗經驗後,第二代太空資源開採企業開始量入為出,各自選擇合適的技術路徑。
親身經歷的教訓一定是最深刻的。2018年,被行星資源公司裁員的11名工程師,合資創立了一家西雅圖企業——第一範式(First Mode)。這次他們決定穩紮穩打,轉型成為工程服務公司,不僅關注太空資源開發問題,還開展地球上的清潔技術,農業,石油和天然氣開發等業務。穩健的發展方式讓第一範式從天到地獲得了許多業務,包括與NASA合作開發火星探測器和月球車,與礦業公司Anglo American籤訂1350萬美元的合同,開發環保系統和技術。當前第一範式已實現盈利。
成立於2015年的跨越宇航(Trans Astronautica)坐落於航天之城休斯頓。該公司在官網詳細列出了商業可行性,技術路徑和相關方案,從太空推進到輻射屏蔽技術,從太空探測到月球採礦。目前公司主打的是一款叫迷你蜜蜂(APIS)的飛行系統產品,已經獲得NASA的第三階段創新計劃資金支持。
APIS飛行系統說明方案 來源:跨越宇航
相比於略顯遙遠的小行星採礦,探月工程看起來更加實際。與第一代小行星採礦企業同期成長起來的,還有一家2010年創立於矽谷的探月企業——月球快遞公司(Moon Express)。
2016年,月球快遞公司成為首家獲得美國政府批准將太空飛行器送入月球的公司。也因為登月計劃跳票,公司遇到了許多困難,包括法律訴訟和現金流短缺等問題。然而相比於第一代小行星採礦企業的悲涼命運,月球快遞公司最終挺了過去,並在2018年底獲得融資1250萬美元。
與美國的月球快遞公司相似,創立於2010年的日本ispace公司也將目光聚焦到月球探測,其前身White Label Space是面向Google Lunar X大獎成立的團隊。ispace自成立以來沒有完成任何太空項目在軌驗證,寄希望於在地面完成所有技術積累後,一次性完成月球巡視。
在2017年完成9020萬美元融資之後,ispace兩次延遲月球登陸計劃,但即便如此,它還是融到了一筆2800萬美金的B輪融資。
Hakuto-R月球登陸器 來源:ispace
2016年,僅僅21歲的大學生亨特·斯庫利安受到激勵。剛完成題為《小行星採礦案例:從太空採礦中獲得的經濟和政治利益的研究》畢業論文的他,決定創立英國第一家,也是唯一一家小行星採礦公司——行星礦業公司(Asteroid Mining Corporation)。
行星礦業公司目前計劃在2022年初發射小行星勘探衛星APS-1,初始預算是4萬美元。然而,亨特·斯庫利安最初在股權眾籌平臺Crowdcube上發布該項目時,希望籌集的目標數額是23萬英鎊。APS-1將對5000個近地小天體進行頻譜分析和數據採集,並通過銷售這些數據,籌措後續的資金。
APS-1工作示意圖 來源:行星礦業
國際同行反覆推遲發射計劃,充分證明了太空資源探測的複雜和困難。
比起英美日同行高調宣傳卻頻繁跳票的行為,中國太空資源開採公司起源太空,絕對是按時交作業的代表。
目前,起源太空已發射國內首顆紫外波段商業衛星和國際上首顆X射線探測衛星,即將在今年11月發射NEO-01太空採礦機器人,對飛行器軌道機動、模擬小天體捕獲控制、智能飛行器識別與控制等多個功能進行驗證和展示。這將是國際上第一個商業公司製作的太空採礦機器人,對太空資源開採行業具有裡程碑意義。
同時,起源太空計劃在2021年底發射NEO 2號月球抵近探測器。對比當前國際同行發布的宣傳信息,起源太空將成為全球首個月球抵近探測,布局採礦設備的商業公司。
2019年10月,起源太空完成了來自經緯中國的天使輪、線性資本的天使+輪,共計5000萬人民幣融資。今年年底,起源太空將開展新一輪Pre A輪融資,以支持明年的月球深空探測項目。
起源太空X射線探測衛星相關圖片 來源:起源太空
擴展閱讀:《面向萬億美元太空資源市場,「起源太空」11月發射第一個太空商業採礦機器人》
還需要多少年才能實現商業化的小行星開採,這是全行業都在思考和關注的問題。從日本「隼鳥號」在2010年將小行星表面樣本帶回地球,已經過去了十年時間。這十年時間,雖然有美國和盧森堡等國通過立法的方式激勵小行星開採,雖然SpaceX已經將發射的成本大大降低,但小行星開採依然還是以科研實驗為主,離工業化還有很長一段距離。
但無論是學界還是商界,當前都對小行星採礦保持著積極的態度。例如國際市場分析公司BMI Research和奧地利維也納大學專家託馬斯·邁因德爾,都認為小行星資源開採將在未來20年左右到來。而國際空間科學研究所所長約翰·扎尼克教授在2018年接受採訪時表示,小行星採礦的概念驗證可能需要25年,而商業化開採則需要50年。
「還是要冷靜發展,既不過分樂觀,也不要太悲觀。」這是起源太空創始人蘇萌接受36氪採訪時的表述。
太空資源開採,作為一個面向人類未來發展的行業,實現過程非常艱辛。但只要有關注著人類命運發展,對宇宙充滿嚮往的一群人,這個行業就會持續走下去。
至少這一次,中國企業不再是一個旁觀者。
我是36氪作者劉年華,關注商業航天、遙感與地理信息。微信號:leonianhua,添加請備註公司+姓名