颠覆太空探索!捕获袋兼顾采矿与清碎片,2028年要捕首颗小行星?

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2025年10月,国际空间站上的一项测试让太空探索圈掀起热议。加州初创公司TransAstra的充气捕获袋系统,在微重力

  2025年10月,国际空间站上的一项测试让太空探索圈掀起热议。

  加州初创公司TransAstra的充气捕获袋系统,在微重力和真空环境下顺利完成展开与密封验证。

  这台设备看着简单,却能实现双重功能,既能捕获小行星开展太空采矿,又能清理威胁轨道安全的太空碎片,目前已获得NASA与美国太空军的持续资助。

  小行星采矿这事儿,以前听着总像科幻电影里的情节。

  早年间有两家先驱企业,行星资源公司和深空工业公司,都曾尝试推进这项技术,但最终都没能实现商业化就相继倒闭。

  就连美国和日本的政府航天机构,这么多年也只完成过三次小行星样本返回任务。

  每次任务都要耗资数亿美元,最后只带回几克到数百克样本,这样的投入产出比,显然无法支撑规模化发展。

  TransAstra的出现,似乎改变了这一局面。

  公司创始人乔尔?塞尔塞尔是加州理工学院的航空航天工程师,他没有盲目跟风,而是把小行星采矿拆解成探测、捕获、移动、处理四个核心问题。

  本来以为他们会先攻克某一个单点技术,后来发现人家是全链条布局,目前已经持有约21项专利,还在以每月一项的速度持续新增。

  这种系统化思维,或许就是他们能走到太空验证阶段的关键。

  技术出圈:充气袋为啥能兼顾采矿与清碎片?

  捕获袋的核心设计思路很巧妙,用凯夫拉纤维和铝等航天级材料制成,具备防漏密封功能,平时可以折叠存储在运载器上,需要时再充气展开。

  和机械臂、磁铁、鱼叉这些刚性捕获设备比起来,它的柔性结构能适应不同形状、大小和旋转状态的目标,兼容性强太多。

  公司还开发了六种不同规格的捕获袋,最小的能装进咖啡杯,专门捕获西瓜大小的太空碎片;最大的规划版本,能容纳重达一万吨、相当于小型建筑体积的小行星。

  这种模块化设计,让同一套技术平台能应对从碎片清理到小行星捕获的多种任务,实用性大大提升。

  2025年这次太空测试,用的是直径约一米的中等尺寸捕获袋。

  它由SpaceX猎鹰九号火箭送入轨道,宇航员将其安装在空间站的毕晓普气闸舱内完成测试。

  航天业里从白板草图到交付飞行硬件,通常要耗费数年时间,他们只用了七个月就完成这一过程,速度确实让人惊讶。

  这次测试成功验证了关键功能,也为后续更大尺寸版本的研发打下基础。

  捕获袋能得到NASA和美国太空军的资助,绝非偶然。

  现在地球轨道上的太空碎片问题越来越突出,而小行星蕴含的矿产资源又能缓解地球资源压力,一项技术能同时应对这两大需求,自然会受到重视。

  如此看来,这项技术的出圈,本质上是找准了市场痛点。

  TransAstra为自己的小行星搜寻望远镜网络起了个有意思的名字“萨特”,致敬1848年加州淘金热的发源地萨特磨坊。

  这个名字背后,是他们引发太空淘金热的雄心。

  目前这个网络已经在亚利桑那州、加利福尼亚州和澳大利亚部署了约十二台望远镜,第四个站点还计划设在西班牙。

  他们的目标很明确,专门寻找轨道与地球高度相似的近地小行星。

  这些小行星距离地球只有数千万至数亿公里,相对地球的漂移速度很慢,到达它们所需的能量远低于前往主小行星带的任务,经济可行性大幅提升。

  截至目前,萨特望远镜网络已经识别出数百个此类目标。

  小行星的经济价值主要来自其金属含量,一颗直径数百米的M型小行星,可能含有数十亿吨铁镍合金,以及铂族金属等贵重元素。

  但塞尔塞尔并没有打算把这些材料运回地球,这一点真的很明智。

  如果要把太空资源运回地球,发射成本会远远超过资源本身的价值,完全得不偿失。

  务实路线:先清碎片再采矿,稳妥还是保守?

  TransAstra的商业模式核心是“太空制造”,也就是在太空中就地加工这些矿产材料,用于制造卫星、空间站甚至深空探测器的结构件和燃料。

  毫无疑问,这种模式能彻底改变太空探索的经济学,一旦实现规模化,太空探索的成本会大幅降低。

  为了推进技术落地,公司采取了非常务实的路线。

  即将研发完成的10米直径捕获袋,首次实际应用不会是小行星任务,而是太空碎片清理任务。

  塞尔塞尔把这称为“风险缓解手段”,通过在已知轨道上捕获废弃卫星,验证技术可靠性并积累操作经验。

  欧洲航天局的数据显示,地球轨道上存在超过3.6万个直径大于10厘米的可追踪物体,还有数百万更小的碎片。

  这些物体以每秒数公里的速度运行,哪怕是小碎片,也能对运行中的卫星和空间站造成灾难性损害。

  随着SpaceX星链等巨型卫星星座的部署,碰撞风险还在不断增加。

  10米规格的捕获袋,足够捕获位于墓地轨道的废弃卫星,并将它们转移到更安全的位置。

  墓地轨道是比地球同步轨道高出数百公里的区域,本是用来放置报废通信卫星的,但这些废弃航天器仍可能出现意外移动或分解,带来安全隐患。

  用捕获袋处理这些目标,既能解决实际问题,又能为后续小行星捕获积累数据,确实是双赢的选择。

  完成碎片清理任务后,这一规格的捕获袋还将用于小行星捕获试验。

  它足够捕获重达100吨的小行星,虽然这类小行星相对较小,但作为技术验证和科学研究平台,已经具备很高的价值。

  布法罗大学的机械与航空航天工程系副教授埃莱奥诺拉?博塔就对这项技术给予了肯定,认为它的多功能性对小行星捕获和太空碎片管理都很有价值。

  不过挑战也真实存在,博塔也提到,在太空真空和微重力条件下部署大型柔性结构,是主要的工程挑战之一。

  随着捕获袋尺寸从一米扩大到10米甚至更大,这个问题会更加突出。

  另一位教授约翰?克拉西迪斯则关心,他们能否找到足够多的小行星让成本可行,他觉得2028年捕获首颗小行星的目标相当雄心勃勃。

  目前TransAstra已经从私营风险投资中筹集约1200万美元,从政府机构的合同与拨款中获得约1500万美元。

  500万美元专项资金正用于10米直径捕获袋的研发,预计一年多后就能完成工程开发,具备太空飞行能力。

  在这个赛道上,TransAstra也不是唯一的玩家。

  美国初创公司Astroforge今年早些时候发射了探测器“奥丁”,试图评估小行星的采矿潜力,但发射后失去了联系,任务前景不明。

  这一挫折也凸显了小行星任务的技术难度。

  太空碎片清理领域还有其他技术方案在竞争,欧洲ClearSpace公司计划用四臂机械抓手捕获碎片,日本Astroscale公司开发了磁性对接系统,还有研究机构提出用激光推动碎片脱离轨道。

  每种方法都有优劣,机械臂精确但复杂昂贵,磁铁只能用于铁磁性物体,激光需要远程精确瞄准。

  相比之下,TransAstra的充气捕获袋在成本与灵活性上有独特优势。

  塞尔塞尔估计,初期每个捕获袋成本为数百万美元,规模化生产后会大幅下降。

  更重要的是,同一个袋子能适应不同目标,而机械系统通常需要针对特定任务定制。

  当然,充气结构也面临极端温度、微流星体撞击、原子氧侵蚀等环境考验,这些细节都需要在后续测试中逐步解决。

  地球的许多关键矿产资源供应已经日趋紧张,而采矿活动又会造成严重环境破坏。

  小行星采矿提供了一种新的可能,在没有生态系统的太空环境中获取资源,同时为建立永久太空基础设施提供原料。

  这不仅是技术的突破,更是人类文明向太空拓展的必然趋势。

  TransAstra2028年捕获首颗小行星的目标,确实有些乐观,但他们已经展示了从概念到实际硬件的转化能力。

  随着10米捕获袋的研发推进和太空垃圾清理任务的实施,我们未来几年就能看到这项技术的真实潜力。

  无论最终结果如何,充气捕获系统都代表了太空资源利用领域的一次大胆创新。

  它用简单而巧妙的设计,为解决太空碎片问题和实现小行星采矿提供了可行路径,也为太空经济开辟了新赛道。

  人类探索太空的脚步从未停止,而这样的技术创新,正是推动我们不断前行的动力。

  

  编辑:陈方

  

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