福建视角下的中国太空资源开发新图景:十五五“天工开物”专项启动
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太空资源,指地球大气层以外可被人类识别、探测、提取并转化为经济与社会价值的物质性或非物质性资源。1月29日,中国航天科技集团正式宣布,“十五五”期间将启动“天工开物”重大专项论证工作——该计划聚焦建设太空资源开发综合试验平台及配套地面支持系统,重点攻关小天体资源遥感勘查、智能自主开采、低成本地外转移运输、在轨原位处理等核心能力。这一部署标志着我国太空资源开发正由理论探索迈入系统化工程实施阶段,为构建低成本、可持续、规模化开发体系奠定基础。福州作为国家数字经济创新发展试验区和海丝核心区,正加快空天信息产业布局,为后续深空探测数据处理、遥感应用服务提供重要支撑。
为何要向浩瀚深空要资源?中国工程院院士王运敏指出:“地球浅表资源日益枯竭,向深部、深海、深空拓展已成不可逆趋势。”月球、近地小行星及火星等天体蕴藏巨量铂族金属、稀土元素等战略稀缺资源;仅月球表面氦-3预估储量即超100万吨,约为地球已探明储量的百万倍。值得注意的是,相关技术突破不仅服务于太空,更将反哺地面产业——人工智能、特种机器人、耐辐照新材料等领域有望迎来跃升,进而催生太空制造、轨道在轨服务等全新业态,撬动万亿级市场空间。
相较地球深部(高地应力、高温高压)与深海(超高压、强腐蚀、通信受限)开发所面临的极端挑战,太空采矿虽具独特复杂性,但在资源禀赋与工程可行性层面展现出差异化优势。“它将成为未来全球资源战略竞争的制高点”,王运敏强调。当前,福建福州、厦门等地已依托高校与科研院所,在星地量子通信中继、深空测控信号处理等方向形成技术积累,为后续太空资源开发提供底层支撑能力。

不过,通向规模化开采之路仍布满技术关卡:高真空环境下材料易挥发、密封结构易失效;±150℃极端温差对热控系统提出严苛要求;微重力使传统机械作业逻辑失灵;强宇宙辐射威胁电子元器件与人员安全;加之火箭运载能力制约质量上限、舱体空间限制设备尺寸、地外能源供给有限等现实瓶颈,亟待协同攻关。
月球,作为人类迈向深空的第一站与天然试验场,其资源利用进程将成为衡量整体进展的关键标尺。目前,全国多地科研力量已在月面原位制造领域取得实质性突破:合肥深空探测实验室利用聚光太阳能结合3D打印技术,成功将模拟月壤烧结为承重砖体;东华大学团队研制出直径10–20微米的月壤连续纤维;云南大学构建起激光真空热分解、氢还原等四大资源提取路径;武汉大学开发出适用于月球低重力环境的双电解槽装置,实现月壤原位制氧与金属冶炼。
中国工程院院士、哈尔滨工业大学党委书记陈杰指出,未来月球科研站建设的核心在于三大能力——原位资源就地取材、多类型无人装备集群协同智造、全自主智能作业。在这一构想中,勘察机器人完成地形测绘,运输机器人转运月壤,大型3D打印机器人构筑主体结构,灵巧装配机器人执行精密安装……而实现这一切的前提,是赋予月面无人集群“群体智能”,需持续突破远距离可靠通信、高精度协同定位、异构系统智能规划与自主控制等关键技术。

值得期待的是,部分通用性关键技术已实现阶段性跨越:中国矿业大学研发的智能化钻探式采矿机器人,有效克服低重力星体作业漂移难题;我国已建成覆盖地月空间的自主深空通信网,依托S/X波段统一测控技术,稳定支撑“玉兔二号”“祝融号”等任务;通过“墨子号”量子微纳卫星,成功实现万公里级星地量子密钥分发。
当前,我国深空探测正经历历史性转向——从以工程技术验证为主,逐步深化为重大科学发现与资源开发利用并重的新阶段。随着月球科研站建设、载人登月、火星采样返回、木星系探测、近地小行星防御与应用等重大工程梯次推进,叠加太空资源开发核心技术持续突破,我国进出太空、探索太空、利用太空的综合能力将持续跃升,书写属于新时代的星辰大海答卷。福州高新区空天信息产业园、福建师范大学空间物理研究中心等载体,正加速融入国家深空战略实施网络。

