“外空淘金”热起来了吗？

王邵飞 代坤 单文杰（中国运载火箭技术研究院研究发展中心）



“外空淘金”热起来了吗？

王邵飞 代坤 单文杰（中国运载火箭技术研究院研究发展中心）

2015年11月25日，美国总统奥巴马签署了由美国国会审核通过的《美国商业太空发射竞争法案》，标志着美国成为第一个赋予私人外空采矿合法性的国家。一石激起千层浪，在国际外空条约进程缓慢的情况下，美国加快外空采矿活动的进程，引起各国对外空采矿的高度关注。2016年2月3日，欧洲“袖珍王国”卢森堡高调宣布，有意携手两家美国企业的飞行器一道前往近地小行星采矿，又给热议的“外空淘金”添了一把柴。

1　外空—人类的新矿区

随着人类的不断开采，地球上宝贵的矿产资源终有枯竭的一天，人类开始将“触角”延伸至外空。月球作为人类外空探索的前站，自然也成为外空淘金的试验田。近年来，近地小行星也成为外空自然资源开发的关注焦点。

外空淘金第一站—月球

迄今为止，世界上共有127次月球探测活动。1959年9月12日，苏联发射的月球-2（Luna-2）探测器撞击月球，成为首个到达月球的人造物体；1967 年7月，美国阿波罗-11（Apollo-11）飞船登月舱在月球着陆，航天员阿姆斯特朗在月球表面留下了人类第一个脚印；2014年12月14日，嫦娥-3成功在月球实现软着陆，中国成为第三个成功登月的国家。月球作为地球最便捷的外空自然资源开采基地，吸引着人类的目光。

苏联月球-2探测器撞击月球示意图

科学家预测，未来10～20年，月球采矿业将热火朝天地开展起来。月球是一个优良的天体矿区，由于月球没有大气，没有明显的构造活动，所以其开采无需像地球上那样进行大规模掘进。月球的引力场对天体开采计划而言也是一个好消息，这意味着地球上开采黄金或其他矿物的设备，只需进行简单改造即可满足月球开采使用。

近地小行星采矿不断升温

近地小行星是指轨道远日点和近日点分别位于地球轨道外侧和内侧，能够近距离飞掠地球的小行星，人类航天器能较为容易地抵达那里。截至2016年1月，在近地球轨道中有观测记录的小行星已达13000多颗。

美国已有两家公司准备到近地小行星上去采矿。深空工业公司（DSI）于2013年初宣布了外空采矿计划，打算开发近地小行星的矿物资源。行星资源公司（Planetary Resources）于2012年4月25日宣布了一项利用机器人到近地小行星进行勘探，并最终开采贵金属和稀有矿产的计划。他们估算，一颗直径约80m的普通小行星可能含有价值1000亿美元的金属矿产。

美国阿波罗-11载人飞船登月舱在月面着陆

外空自然资源的开发利用是人类外空探索能力不断增强的必然结果，可以预见，大规模开发利用外空自然资源将成为21世纪人类拓展生存空间的有效手段。

2　“外空淘金”价值几何

人类环境资源分成4种：陆地、海洋、大气层和外空。当前，人类已全面迈向外空时代，外空被视作地球自然资源的重要补充。

利润诱人的外空矿产

目前，在近地球轨道有观测记录的小行星中，贮藏着许多难以预估的水资源和贵金属资源。美国航空航天局（NASA）研究认为，地球周边1500颗小行星中，10%可能存在矿产资源。有关资料分析，外空中的矿物质有铂、钴、铑、铱、锇。据探测，有一颗直径不到1km的小行星，内核可能含有大约1亿吨的铂金。

氦-3可能成为人类未来新能源，它是一种高效安全的核聚变发电燃料。如果利用氦-3的核聚变反应堆能够成功实现发电的话，我国每年的能源需求大约只需8吨氦-3就够供应了，全世界每年的能源需求则只要100吨氦-3就够了。根据美国“阿波罗”带回的样品分析，月球上氦-3资源量在100万～500万吨之间。根据搭载在嫦娥-1卫星上的微波探测仪获得的数据，我国科学家绘制出了全球第一幅“微波月亮”图，并利用实际探测数据推导出月球土壤层的平均厚度为5～6m，而氦-3资源量更靠近100万吨。此外，月球还有极其丰富的其他资源，如钛、稀土、铀矿、钍矿等。

外空采矿的成本

最新研究表明，到月球或者小行星采矿，其成本可能比在地球建设天然气工厂要低。据澳大利亚新南威尔士大学研究，在距离太阳4.136×108km的矮行星谷神星（Ceres）上采矿的成本大约为270亿美元，这包括发射10次火箭以运输设备，开采金属矿石、水以及建设太空设施。相比之下，雪佛龙公司（Chevron Corp）在澳大利亚的大型液化天然气项目的建设成本，预计将高达540亿美元。

据行星资源公司方面称，他们对小行星每执行一次采矿任务，只需要花费0.5亿～1亿美元，他们正在与一些矿业公司的勘探负责人就外空采矿计划进行商谈。中国力拓集团CEO曾表示，外空采矿如果确实能够进行，力拓集团肯定会参与。

外空探索的支持者认为，地球与外空之间往返成本过高，有一种可行的思路是：外空采矿可以为在太空运行的产业提供原材料，从而对最终殖民火星等计划提供支持。

中国嫦娥-1获得的全月球影像图

3　“外空淘金”是否合法

美国总统奥巴马于2015年11月25日签署的《美国商业太空发射竞争法案》，赋予私人外空采矿权以及财产所有权。尽管外空采矿这一行为的国际法律依据仍处于模糊状态，但美国这一行动无疑加速了外空自然资源开发与利用的立法与技术研发进程。

美国2015年《商业太空发射竞争法案》解读及评价

（1）法案要点解读

该法案是一个前瞻性的法案，涉及美国在外空领域探索的诸多方面。美国承诺在未来10年内加强对“国际空间站”的投资，将空间站的寿命从2020年延长至2024年，以保证相关商业计划和科学实验的正常进行。

法案的最大亮点是取消对私人航天企业的许多限制，以及赋予外空采矿合法性。法案称：“任何参与小行星或外空资源商业复苏计划的美国公民，都有权获得在小行星或外空的任何资源，包括根据使用法律获得的拥有、运输、使用、销售小行星及外空任何资源的权利。”法案明文规定，商业开采的范畴仅限于没有生物存在的小行星，“如果商业探查机构在小行星上发现生物，就算是微生物，也不能利用该行星资源来进行牟利，否则将受到严处。”

法案还规定，若没有重大事故发生，美国联邦航空管理局（FAA）无权干涉私人太空旅游行业；反对私人太空旅游公司让付费游客自己承担旅行风险。

（2）基本评价

该法案取消了此前美国法律对私人航天企业的种种法律限制，赋予私人企业外空采矿权。这意味着，美国任何公民都有权将其发现的外空资源带回地球。虽然小行星本身不可能归属于某个国家或企业，但新法案认为若在外空开采出有价值的矿物质，则这些财产就归属于该企业。到目前为止，还没有企业在小行星上开采出有价值的矿物资源，新法案的法律架构无疑为该行为保驾护航。

美国霍夫斯特拉大学国际法教授朱利安·库认为，法律注重私权恰好避免了与国际条约的碰撞，“其他航天国家可以允许本国公民这样做。只要他们没有宣示主权，”他说，“如果没有一个明确的国际条约来规范商业外空资源的开发，那么就需要每个国家自己立法。”

（3）各方争论

法案为商业航天铺路，在美国国内获得两党议员广泛支持，受到支持外空商业开发团体的欢迎，被称为“美国对外空开发领导力的里程碑”。美国共和党议员拉默尔·史密斯认为，新法案为美国的私人航天企业提供了保障，它们也能反哺国家，确保美国处在航天科技的最前沿，创造更多就业机会，最后还能激励下一辈的航天人探索外空。

而伦敦空间政策与法律研究所负责人莫斯特谢尔·赛义德对《华尔街日报》说，“在我看来，任何美国企业获得小行星的资源都是违反国际法的，空间活动不是赋予美国的权利，美国政府不能分配给它的公民如此权利，它不具有条约性。”

外空自然资源开发的国际法律适用

目前，关于外空自然资源开发的国际法依据有1966年联合国大会通过的《外空条约》与1979年12 月5日联合国大会通过《月球协定》。《外空条约》明确指出，任何国家不得将外空的任何部分据为己有，所有国家对外空的利用必须是和平用途；《月球协定》规定了外空资源不能被私人所有，也就是禁止商业开发。

遗憾的是，有关外空自然资源开发仅有的两处国际法依据并未说明私人外空采矿的合法性。《外空条约》指出了“国家不得据为己有”原则，而国际法的主体是国家，而非个体，私人外空采矿受一国国内法的约束，不受国际法约束，因此该原则对“私人外空采矿”没有约束力。《月球协定》虽然明确了禁止私人商业外空自然资源开采，然而联合国5个常任理事国都未签署，为私人外空采矿留下空间。

美国是《外空条约》签署国之一，并未签署《月球协定》。其新法案赋予私人外空采矿合法性属于国内法范畴，允许将所得矿产据为己有是国内法当中财产法的内容，不受《外空条约》约束。同时，美国未签署《月球协定》，保留了本国对月球开采的权力，可谓钻了法律的漏洞。

4　“外空淘金”的先行者

外空自然资源开发目前虽面临耗资大、风险高等难题，但不少企业已跃跃欲试。美国深空工业公司、行星资源公司、月球快递公司（Moon Express）与比格罗航天公司（Bigelow Aerospace），是美国在外空自然资源开采方面已拥有关键技术能力、明确实施计划与初步实践的公司。前两家公司专注小行星采矿，后两家致力于月球自然资源开采。

深空工业公司

深空工业公司打算在一些小行星上部署迷你卫星，以评估矿物质储量并收集样本。2013年，该公司宣布将在10年内发射由多个空间探测飞行器组成的“太空探测舰队”，在经过的小行星中侦察探测各种金属矿物，并开采近地小行星的矿物、水和其他资源，以及可供人类工业用的金属以及硅等矿产，例如，用于建造外空通信平台及太阳电池板所需要的材料等。这些探测飞船进入外空后将首先伸出支架与围绕地球运转的通信卫星挂钩，以节省所需消耗的电源。

2015年，该公司启动了“萤火虫”（FireFly）小型空间探测器研制计划，质量约25kg，任务为筛查飞经地球附近的小行星，执行完单程之旅，即完成任务后不再返回地球。未来还将发射名为“蜻蜓”（DragonFlies）的小型空间探测器，对确认有开采价值的小行星进行取样研究，以进一步摸清其资源情况。

行星资源公司

行星资源公司是2012年4月成立的一家致力于外空探索与自然资源开采的科技公司。公司愿景是出售从小行星上开采回来的原材料，为全球新增数万亿美元的GDP。该公司由“X奖金”基金会主管彼得·戴蒙迪斯和NASA前火星探索项目主管克里斯·列维奇担任联合主席。

美国A3R探测器在轨飞行示意图

行星资源公司借助2014年发射入轨的空间望远镜已经确定一些目标小行星，2015年7月又成功部署第一个小行星探测器，该探测器被命名为Arkyd-3 Reflight（A3R），执行为期90天的任务。A3R探测器用于演示关于轨道飞行控制的几个核心技术，比如控制系统、飞行软件、电子设备等，该公司希望A3R探测器能够在未来进入太阳系深处对富含贵金属资源的小行星进行勘察，掌握太阳系内丰富的小行星资源，为大规模开采小行星提供前期的技术支持。

未来2年，该公司预计将首个小行星探测器送入距地球表面160～1600km高度的近地轨道运行，观察和探测近地小行星，以寻找适合开掘的对象。

深空工业公司与行星资源公司预计2017年开始外空探矿，最早2020年开始采矿。

月球快递公司

自1972年12月14日阿波罗-17飞离月球表面后，美国空间飞行器再也没有在月球上完成受控着陆。月球快递公司的微型空间飞行器MX-1结束了这段历史，并宣布2020年公司将开始带回月球样本。该公司CEO鲍勃·理查德斯指出，MX-1是空间的苹果手机（iPhone），这种微型空间飞行器用过氧过氢作燃料，一次可以运送约60kg货物到月球表面，也可把月球样本带回地球，甚至可以用作“空间拖船”。

该公司规划2016年将与NASA、谷歌公司（Google）合作，实现第一次登陆，把小的太空车放到月球上。2018年将会配置远程望远镜，携带在太空车上面，通过网络向全世界互联网用户直播望远镜观测到月球上所发生的一切，2020年实现从月球取回样品。

比格罗航天公司

比格罗航天公司已向美国NASA提出私人开采月球资源的申请，并计划发射月球表面矿物开采着陆器，如果一切顺利的话，可以部署第一个采矿设备。

月球采矿的首要任务是验证地球和月球之间的物资转移通道，其次是进行采矿技术的测试，最后将把样本带回地球。科学家估计在未来10年或20年内部署工业规模的月球矿物开采和加工系统。早期在月球采矿的机器人不需要非常庞大，体积可以很小，一张办公桌大小的机器人就可以胜任。比如NASA研制的“坚定者”（RESOLVE）机器人旨在获得月球上的水资源，这个平台将是月球矿物开采的先锋装置。

除以上4家公司外，美国太空探索技术公司（SpaceX）、蓝色起源公司（Blue Origin）、维珍银河公司（Virgin Galactic）也在外空采矿领域进行了尝试。

5　思考与启示

在不远的将来，外空自然资源的开发利用必将成为各国关注的焦点。无论从国家战略层面、关键技术发展路线、商业开发与成本核算方面，还是出台相关政策法规方面，我国都应未雨绸缪、超前谋划，做好充分准备。

将开发外空资源纳入国家安全战略

美国空间战略与历届政府的空间政策中都体现出对外空利益的长远规划，其始终未签署联合国大会通过的1979年《月球协定》，这就体现出其在月球资源开发方面的考虑。2015年11月25日，美国正式赋予私人外空自然资源开发合法性。

无论从国家外空安全利益考虑，还是从航天产业发展角度出发，我国都应将外空自然资源开发计划纳入国家安全战略。在国际法规定模糊的现状下，在国家层面开展以科学研究为目的的先期论证，将外空自然资源开发与利用的关键技术与政策法规作为预研课题同步开展。同时，高度重视自然资源采样与勘探，探明外空矿区处女地的丰富资源，以免被他国先占。

从战略实施进程上，可考虑分3个阶段：一是以科学研究为目的的外空自然资源储备与分布情况勘探；二是实施外空自然资源采样任务；三是支持私人商业公司的资源勘探行为。

制定深空探测技术发展路线图

外空自然资源开采按目的可分为科学研究采样、自然资源勘探、商业开采等，按阶段可分为前期勘探阶段、中期小规模开采阶段、后期大规模开采或就地利用阶段，所需的技术成熟度与技术指标有所差异。

外空自然资源开采需要解决大推力火箭、低温空间运输系统长期在轨、在轨组装或在轨加注等关键技术。例如，月球少量采样任务技术，利用目前我国长征-5运载火箭可在短期内实现，但更大规模的开采需要更大推力的运载火箭，越大的载荷对运输系统要求越高，甚至需要研制重型运载火箭。而探测一些距离较远的小行星或火星，则需要解决低温空间运输系统长期在轨技术、在轨组装或在轨加注等关键技术。

NASA于2012年12月5日发布《战略空间技术投资计划》（SSTIP），为NASA未来4年的空间技术投资提供指导，关注可能彻底改变探索、发现以及在外空工作中所需要的各类突破性技术，并分为核心的（core）、相邻的（adjacent）与互补的（complementary）3个层次。该计划框架中共有8项核心技术，其中第一项就是发射和空间推进技术，包括发射推进系统、大功率空间推进技术、低温储存与转移技术。这是深空探测任务的基础能力，也是外空自然资源开发的核心技术与能力。

因此，我国应将大推力火箭、低温空间运输系统长期在轨技术、在轨组装或在轨加注技术作为空间技术发展重点，这对开展深空探测，包括外空自然资源勘探开发都十分必要。

充分论证外空资源开采成本

从小行星开采铁、镍等原材料的可行性已探讨数十年，但是完成这样的工作所需的成本、科学经验及技术依然是主要障碍。研究表明，在月球上采矿只需花费90亿美元就可以建造简单项目的设备，在近地小行星采矿仅需4.92亿美元。

NASA预计，航天员登陆小行星仍将需要10年以上时间，耗资数百亿美元。深空工业公司和行星资源公司等企业认为，小行星上的镍、铁矿石、金、铂等能支撑航天工业的矿产，首要目标在于寻找这些小行星可能存在的固态水。水不仅可以供人饮用，还可以为航天器提供氢燃料。在小行星上开采到水，就能成为火星探测器、卫星的“加油站”，节省数以亿计的“送水费”。

此外，如若将开发矿产携带返回地球，任务所需成本将大大增加，若非价值巨大的氦-3等稀有矿产，外空采矿将面临“生意赔本”。但若将外空自然资源作为深空探测的“补给站”，可以减少火箭发射载荷，从而降低从地球发射的成本。

从现有对月球以及小行星的自然资源勘探情况推测，其资源品种比地球多，在真空环境下，金属冶炼、加工、提纯，金属的纯度会很高；在真空无氧、没有内在杂质的状态下，矿藏的内在结构也要更好。

深入研究相关国际法适用依据，推动我国商业航天立法尽快出台

美国成为第一个以国家法律形式允许私人外空采矿并规定所得资源归个人所有的国家，其合法性在国际法上仍有争议。美国总统奥巴马签署该法案，表面是迫于本国私人公司的强烈要求，实质是其国家战略与一贯空间政策的延续。美国政府的空间政策目标在于保持外空绝对优势，同时大力发展商业航天。美国政府将私人航天企业当作马前卒，将前沿技术开发与拥有成熟空间技术的相关项目都交给私人航天企业，一方面可以试探空间前沿技术的国际反应，另一方面还可以集中财力发展维护国家安全利益的空间项目。私人企业的逐利性使其被外空开发的高利润所吸引，但因外空法与美国国内法在外空自然资源开发领域始终未做出明确规定，为避免外空自然资源开采行为的合法性与开采物的所有权问题带来的法律风险，这些已具备技术能力的私人航天企业，始终不敢采取实质性行动。新法案的签署赋予了私人外空采矿行为的合法地位。

目前，我国尚缺乏商业航天产业政策指导与支持，在国内航天法出台之前，可积极推动制定商业航天政策法规，包括外空自然资源开采的单行法理论准备与调研工作。

Is the Planetary Mining Rush Hot？