我国启动"天工开物"太空开发计划 加速构建星际资源开发体系

太空资源开发利用,正从“可行性讨论”进入“体系化设计”的新阶段。

所谓太空资源,涵盖月球、小行星、火星等天体上可被人类开发并产生经济与社会效益的物质或非物质要素。

围绕这一前沿领域,中国航天科技集团日前表示,“十五五”时期将开展“天工开物”重大专项论证,建设太空资源开发综合实验及地面支持系统,力求在小天体资源勘查、智能自主开采、低成本转移运输与在轨处理等方向实现关键技术突破。

这一部署释放出明确信号:我国太空资源开发正由单点探索转向系统性工程布局。

问题:资源约束与深空活动需求叠加,太空资源开发成为战略议题。

随着经济社会发展,关键矿产与能源的供给安全、产业链韧性等问题更加突出。

浅部资源趋紧、开采成本攀升、环境约束强化,使得“向更深、更远处要资源”成为长期趋势。

与此同时,深空探测从“到达与观测”走向“驻留与应用”,月面科研站、载人登月等任务对燃料、氧气、建材等物资提出持续需求,单纯依靠地球补给将显著抬高成本并限制规模。

原因:太空资源禀赋独特且潜在价值巨大,技术外溢效应明显。

有关专家指出,月球、小行星等天体蕴藏铂族金属、稀土等战略资源,月球氦-3等清洁能源要素也被寄予厚望。

更重要的是,太空采矿不只是“挖矿”本身,而是一套跨学科、跨系统的复杂工程,将牵引机器人、智能控制、新材料、能源与热管理、深空通信等技术全面升级,并对地面产业形成反哺,带动装备制造、数字技术与高端材料等领域迭代,孕育太空制造、轨道服务等新业态,打开更广阔的增量空间。

影响:从能力建设到产业培育,工程化布局将重塑深空竞争力。

推进太空资源开发,一方面将提升我国深空探测的自主保障能力:在月面实现原位制氧、制金属、制建材,将显著降低对地球补给的依赖,为长期驻留与深空转移提供支撑。

另一方面,围绕勘查、开采、运输、处理的全链条能力构建,有望形成可复制、可扩展的工程体系,带动一批关键核心技术攻关和标准体系探索,推动我国航天从“任务驱动”向“能力驱动、应用牵引”进一步演进。

对策:以月球为前哨站,聚焦关键瓶颈攻关与地面系统支撑。

当前,太空资源开发仍处试验与验证阶段,工程化落地面临多重挑战:高真空条件可能导致材料挥发与密封失效,极端温差对热控系统提出更高要求;微重力环境使许多依赖重力的传统操作方式难以奏效;宇宙辐射威胁电子设备与人员安全;运载能力带来的质量与尺寸约束、地外能源获取受限,也制约规模化实施。

对此,业内普遍认为,应坚持“从近到远、从易到难、从试验到应用”的路线,以月球作为深空活动前哨和天然试验场,先行开展原位资源利用技术验证与工程集成。

记者梳理发现,围绕月面原位利用,我国多支科研团队已在关键环节展开探索:在深空探测实验室,科研人员利用太阳光产生高温并结合3D打印技术,将月壤制备成砖体或构件,探索就地建造路径;高校团队通过高温熔融、真空牵引等方法制备超细月壤连续纤维,为月面复合材料制造提供可能;面向月表极端环境的资源提取工艺也在推进,包括多条热分解与还原技术路线,为水资源提取、稀土富集等奠定基础;还有团队研发双电解槽装置,探索在月球重力条件下电解月壤制备金属并获得氧气。

专家表示,未来月球科研站建设的关键,在于实现“原位取材、集群协同制造、自主智能作业”,需要在远距离可靠通信、高精度协同定位、异构无人集群规划与自主控制等方面持续突破。

值得关注的是,一些通用关键能力已取得阶段性进展:针对低重力天体作业漂移等难题,智能化钻探式采矿机器人等装备展开验证;深空通信网络建设持续推进,通过统一测控技术保障深空探测器数据回传;星地量子通信等前沿方向实现突破,为未来高可靠通信与信息安全提供新选项。

这些进展为太空资源开发的系统集成提供了技术底座。

前景:以重大专项为牵引,推动深空探测从“到达”向“利用”跃升。

面向“十五五”,开展“天工开物”重大专项论证并建设综合实验与地面支持系统,既是对关键技术链条的再梳理,也是对工程组织方式的再升级。

随着月球科研站建设、载人登月、火星取样返回、木星系探测、近地小行星防御与应用等任务推进,我国深空活动将更加注重科学发现与资源利用的协同,太空资源开发有望在试验验证、工程示范、规模化应用之间形成清晰路径,推动深空能力建设进入更高水平的“可持续运行”阶段。

太空资源开发代表了人类文明发展的新方向,是应对地球资源约束的战略选择,也是推动科技进步的重要引擎。

我国通过系统布局、重点突破、循序渐进的方式推进太空资源开发,既体现了科学态度,也展现了战略远见。

从月球到火星,从资源勘查到智能制造,每一步突破都将为人类开启新的可能性。

随着"天工开物"等重大专项的深入推进,我国有望在太空资源开发领域取得更多创新成果,为人类共同的太空梦想做出中国贡献。