現(xiàn)實(shí)中來(lái)看，就地資源利用似乎是維持低地球軌道外人類存在的唯一途徑。火星當(dāng)然是這樣，月球也可能是這樣，盡管月球似乎并不那么遙遠(yuǎn)（在太陽(yáng)系的背景下）。但是，把東西運(yùn)輸上去的話效率仍舊太低了，特別是有些小東西，現(xiàn)在已經(jīng)可以在月球上“找到了”。由于從地球運(yùn)輸補(bǔ)給的驚人成本，NASA旨在在月球上建立永久人類存在的Artemis計(jì)劃正專注于開(kāi)發(fā)新技術(shù)進(jìn)而讓未來(lái)的宇航員盡可能多地在月球上生活。

科學(xué)家們認(rèn)為，在月球南極永久遮蔽的月球隕石坑內(nèi)，擁有大量灰塵、巖石和大量以永久凍土層形式存在的冰。如果這些冰能夠被提取出來(lái)，就可以轉(zhuǎn)化為可呼吸的氧氣、火箭燃料、或者為口渴的宇航員提供水。這種骯臟的月球冰的提取和凈化并不是一個(gè)容易的問(wèn)題，美國(guó)宇航局對(duì)能夠擴(kuò)大規(guī)模的創(chuàng)造性解決方案很感興趣。

該機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)起了一項(xiàng)競(jìng)賽來(lái)解決這個(gè)月球冰層開(kāi)采的挑戰(zhàn)，其中一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)者認(rèn)為他們可以用一個(gè)大機(jī)器人，一些強(qiáng)大的真空吸塵器，和一個(gè)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)像一個(gè)鉆井系統(tǒng)一樣來(lái)完成（這就是他們所提到的Resource Ore Concentrator using Kinetic Energy Targeted Mining—ROCKET M）。

這種方法用一系列火箭羽流破壞月球土壤，通過(guò)將冰風(fēng)化層暴露于直接對(duì)流加熱來(lái)使冰風(fēng)化層流化。它在加壓圓頂下使用 100 lbf 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在月球表面以下 2 米多的地方形成深坑。在此過(guò)程中，多次火箭發(fā)射的噴射物會(huì)沖入圓頂，并通過(guò)類似真空的系統(tǒng)漏斗，該系統(tǒng)將冰粒與剩余的灰塵分離，并將其運(yùn)送到儲(chǔ)存容器中。

與傳統(tǒng)的機(jī)械挖掘機(jī)不同，火箭采礦方法可以讓我們接觸到巨石、角礫巖、玄武巖和其他障礙物周圍的凍結(jié)揮發(fā)物。最重要的是，它具有可擴(kuò)展性和成本效益。我們的系統(tǒng)不需要重型機(jī)械或持續(xù)維護(hù)。儲(chǔ)存的水可以根據(jù)需要電解成氧氣和氫氣，利用太陽(yáng)能繼續(xù)為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)提供5年以上的水挖掘動(dòng)力！該系統(tǒng)還可以讓我們快速挖掘干燥的風(fēng)化層，這些風(fēng)化層可以收集并用于開(kāi)發(fā)增材制造結(jié)構(gòu)。

據(jù)悉，Masten 已經(jīng)建造了各種可操作的火箭系統(tǒng)，并且正在利用 NASA 的資金開(kāi)發(fā)一些創(chuàng)造性和有用的想法，例如可以在著陸時(shí)建造自己的著陸墊的火箭。Honeybee Robotics 已經(jīng)為各種任務(wù)開(kāi)發(fā)了硬件，包括火星任務(wù)。Lunar Outpost 是 Perseverance Mars 漫游車上 MOXIE 系統(tǒng)背后的一些人。

要弄清楚這樣一個(gè)概念到底能起多大作用有點(diǎn)棘手。概念視頻看起來(lái)相當(dāng)棒，但肯定有很多工作需要做，來(lái)證明火箭采礦系統(tǒng)的成功，尤其是在你通過(guò)組件級(jí)別之后。很高興看到地球上已經(jīng)進(jìn)行了一些測(cè)試來(lái)表征火箭羽流如何與模擬的冰冷月球表面相互作用，但管理所有將與冰粒一起爆炸的額外灰塵和巖石可能是這里最大的挑戰(zhàn)，特別是對(duì)于一個(gè)必須在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)挖掘大量這種東西的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)。

幸運(yùn)的是，這是 NASA 將通過(guò)“破冰挑戰(zhàn)（Break the Ice Challenge）”進(jìn)行評(píng)估的全部?jī)?nèi)容。挑戰(zhàn)目前處于第 1 階段，雖然還找不到有關(guān)第 2 階段的任何信息，但存在第 1 階段的事實(shí)確實(shí)意味著獲勝團(tuán)隊(duì)（或多個(gè)團(tuán)隊(duì)）可能有機(jī)會(huì)進(jìn)一步證明他們的概念挑戰(zhàn)階段。第一階段的獲勝者定于 8 月 13 日公布。

編輯：jq