小行星带采矿
23世纪是太阳系殖民的高潮时期,人类宇航产业和智能器械产业蓬勃发展,行星际和恒星际贸易兴盛,这带动了对高品质金属、稀土、氢、水和黄金的极大需求。
地球的资源早已无法满足这种需求,太阳系各大行星和小行星带成为最主要的矿区,其中尤以月球、火星、木星系统和小行星带为核心。
月球、火星和木卫二都是与地球类似的岩质行星,其矿藏开采方式与地球相差无几,而木星则主要是通过在其浓厚大气层中建立采氢站和依靠采氢船进出的方式采集资源,也较为简单。
唯独小行星带的采矿需要一整套工程解决方案,它涉及到四种技术模式、特制采矿舰和独特的激光牵引采矿技术,只有确保这些要素能有机组合和搭配使用,才能顺利在小行星上大规模收获矿产。
技术模式
小行星带采矿一般分为四种技术模式。
- 临星采矿
- 噬星采矿
- 拦星采矿
- 屯星采矿
临星采矿是最传统的采矿模式,由采矿飞船降落在矿产小行星上,挖掘矿洞采集矿石,早期小行星殖民者多采用这种采矿模式。一般适用于质量较大的小行星。
矿脉采尽后,采矿飞船就会离开,留下一个满是空洞和巨大深坑的废矿星。这种废矿星有时会被改造成小型空间站,或成为天匪的秘密基地。
噬星采矿是一种应用巨型专业采矿船,专门采掘较小体量矿产小行星的采矿模式。
噬星矿船一般具有一个巨型采掘设备,采矿船接近或降落在小行星上,用巨型采掘设备的“巨嘴”把整个小行星慢慢嚼碎,吞到肚子里。
选矿直接在噬星矿船内完成,矿渣废料则直接抛弃到太空中,或由其他工业飞船空间站加工成建筑材料。
拦星采矿是小行星带大型基建(如太空城)配套的采矿模式,拦星采矿由一整只采矿船队完成,这只船队包括测绘船,碎星船,采集船和加工船组成。
拦星采矿船队的目标不是某个小行星,而是某一小行星集群。
拦星采矿时,由测绘船选定目标矿星集群,测绘规划小行星群飞行轨迹和采矿船队作业轨迹。
整只船队相对于小行星集群公转轨道逆流而上,由碎星船(往往是退役或在役军舰)发射动能炮弹将目标小行星击碎,采集船收集这些小行星碎屑,分类收集后交给加工船直接冶炼塑造成大型基建所需要原材料。
拦星采矿船队并不是常备舰队,但由于22至23世纪小行星带各人造天体和殖民地建设的此起彼伏,临时的拦星采矿船队有长期常备化的趋势。
屯星采矿是针对超小型小行星集群或星尘集群的采矿方式。
利用小行星地球化改造技术中的引力发生器技术制造一颗超大质量小体积人造航天器,将之投入目标矿区超小型小行星集群公转轨道,吸引超小行星聚集撞击最后形成较大天体再通过临星方式采集矿藏。
由于引力发生器技术制造的超大质量小体积航天器安全性尚处于探讨中,屯星采矿模式仍处于论证阶段。只有少数几个超企曾经验证过该采矿技术模式,验证结果没有公开。
采矿舰
无论哪种技术模式,采矿舰都是必须的,这是一种大型工业舰船,主要用途为太空矿产和资源采集。
与普通矿船或运输船不同,采矿舰的资源采集效率极高,装备大型矿石仓,同时船员需求量较低。通过模块化设计,采矿舰能够在绝大多数资源点工作,例如小行星带矿区和太空采水场。
装备大型矿石仓、无人机/工蜂群组指挥分支链路和多于两套的激光采矿设备,采矿舰的资源开采速度远高于任何无人智械采集编队。
以色列人最早尝试建造大型采矿舰,他们经过调查后发现:舰队护航方案会导致开发成本大幅提升,而无人机护航方案会降低工业舰的资源采集效率。
综合权衡下,以色列国际集团生产了首批采矿舰,用于22世纪末以色列的深空矿业。
随后以色列国际集团将工业舰数据接口向各大星舰制造企业开放。由于市场容量较小,目前只有以色列、斯拉夫和中国星舰制造企业拥有成熟的采矿舰方案。
激光采矿
采矿舰上最重要的装备就是激光采矿设备,俗称“采矿激光”,是一种通过高能激光烧蚀切割矿石,再利用牵引光束将其拉入飞船或工厂矿石仓的设备。
激光采矿设备是两种激光发射器的组合,这两种发射器分别为高能激光和牵引光束。
高能激光很好理解,但牵引光束并非23世纪的新科技,其实际应用比大多数人想象的要更早。
牵引光束的主要原理为:光子在路径中碰到一个物体时,会对物体施加一个力。只要光束以一定角度射入,就能形成一种逆向牵引力使物体移动。
在第一次接触前,澳大利亚的研究员就利用“Bessel”激光器初步实现了微观领域的牵引光束应用。时隔不久,英国一所大学和中欧地区的一个研究所就合作制造出了可用于医学检测的牵引光束。
第一次接触后,来自翡翠文明的科技资料令人类社会科技水平突飞猛进,牵引光束的相关应用也在22世纪不断完善。在激光采矿设备诞生时,牵引光束已经在太空船停泊等领域发挥了重要作用。
经过一个多世纪的改进和升级后,各个制造企业不约而同地开始了激光采矿设备的小型化研究。
因为能耗问题,大型激光采矿设备大多装备在小行星带太空工厂中,大规模装备于采矿舰和工业舰上,而小型激光采矿设备则配套在综合深空开拓船队和采矿无人机集群中。