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发布人:尚澜气体(上海)有限公司
发布日期:2026/2/5 14:45:35
据央视报道,2026年1月29日,中国航天科技集团宣布,“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和地面支持系统,重点突破小天体资源勘查、智能自主开采、低成本转移运输、在轨处理等关键技术。这标志着中国太空资源开发正式迈入系统化、工程化新阶段,一场围绕月球与小行星资源的国际竞赛已然开启。
“天工开物”这一名称,源自明代科学家宋应星于1637年编纂的科技巨著《天工开物》。宋应星在书中系统整理了当时中国先进的农业与手工业技术,涵盖谷物种植、纺织染色、制盐制糖、陶瓷冶炼、车船制造、火药兵器等18个生产领域,被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”。
“天工开物”四字原意是“物自天生,工开于人”,即万物为自然所孕育,而通过人类的智慧与技艺加以开发和利用。这一哲学思想跨越近四百年,如今被赋予全新的时代内涵——象征着从地球资源的开发迈向地外资源开发的新纪元。中国航天以此命名太空资源开发重大专项,既是对中华优秀科技传统的致敬与传承,也彰显了以现代工程技术“巧夺天工”,开启太空资源利用新时代的宏伟抱负。
据全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍,“天工开物”专项旨在构建“探测-开采-运输-在轨处理”全链条开发体系,推动月球、小行星等深空资源利用从科研探索迈向工程化实施,支撑月球基地建设与太空经济发展。
太空资源不仅包含月球氦-3、小行星稀有金属等物质资源,还包括无遮挡的太空太阳能等能量资源,微重力、高真空等环境资源,以及卫星网络、空间望远镜等信息资源。开发这些资源不仅能缓解地球资源压力、催生太空经济新产业,更是人类迈向星际文明的关键支撑。
然而,太空采矿面临严峻挑战:极端环境、通信延迟、高昂运输成本以及国际法律框架缺失。庞之浩指出,发展路径将是“先服务太空、后反哺地球”,优先发展原位资源利用。
我国已具备一定技术储备:嫦娥五号、六号实现月球采样返回;月壤制氧、3D打印、水冰提取等技术通过验证;“星际矿工”六足机器人完成地面测试。
庞之浩表示,预计我国将在2030年前形成深空勘探能力,开展月球原位利用试验;2040年前实现小规模资源开发,开展小行星技术试验;2050年前具备规模化开发能力。“我国有望在2040年前后实现小批量小行星矿物采样返回,2050年前后达成规模化矿物采回与应用。其间需要突破微重力稳定开采、低成本运输、在轨冶炼等关键瓶颈。”
在众多太空资源中,氦-3因其核聚变燃料潜力备受瞩目。研究表明,月球表面风化层经过45亿年太阳风轰击,吸附了大量氦-3,估计储量在100万至500万吨之间。中国科学院团队在嫦娥五号取回的月壤中,于钛铁矿颗粒表面的玻璃层内发现了直径5-25nm的氦气泡,为常温机械破碎提取提供了新思路。
玻璃层中的氦-3气泡(摘自澎湃新闻)
据测算,每公斤氦-3聚变可产生19兆瓦能量,足以供一座城市照明6年。若月球氦-3全部利用,可满足全球2600年的能源需求。
2025年5月美国太空资源开发公司Interlune宣布,计划在2029年实现月球氦-3开采并批量运回地球。该公司已获得NASA、美国能源部(DOE)资助,并与设备制造商合作开发了每小时处理100吨月壤的原型挖掘机。点击阅读:从科幻照进现实!美国Interlune公司计划2029年从月球运回氦-3 Interlune已签订商业订单:承诺在2029-2035年间每年向Maybell Quantum Industries交付数千升氦-3用于量子计算;并与美国能源部签约,在2029年4月前交付至少3升氦-3。四、国际竞速:氦-3开采
2026年1月19日,加拿大氦气勘探公司Pulsar Helium宣布,其位于美国明尼苏达州的Topaz项目中发现的氦-3矿藏,已获得美国地质调查局(USGS)与劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的独立验证。
资源品位可比月壤:验证显示氦-3浓度达11.2-11.9 ppb(此前最高测得14.5 ppb),与月球风化层估算值(1.4-15 ppb)处于同一数量级,被认定为“世界级品位的陆地氦-3储量”。
经济性优势显著:该气藏伴生高达7.7%-8.0%的工业级氦-4,其商业化开采本身已具备经济价值,将大幅分摊氦-3的提取成本。
更早的2024年10月,澳大利亚公司Gold Hydrogen已在南澳大利亚的浅层地层中取得氦-3勘探突破。该公司在拉姆齐项目(Ramsay Project)的钻探结果表明,该区域存在氦气富集,且氦-3同位素比例显著。尽管具体品位和规模尚待进一步评估,但这一发现提示了地球上特定地质构造中可能蕴藏着此前被低估的氦-3资源潜力。点击阅读:Gold Hydrogen在南澳大利亚取得了地球浅层氦-3的突破性发现,有望改变全球能源产业格局
陆基氦-3资源的接连发现,与商业月球采矿计划并行,清晰勾勒出一幅 “陆地对决太空”、“近期对冲远期” 的国际资源竞速图景。美国及其商业伙伴正意图在两条赛道上同时建立主导权:一方面通过本土高品位资源掌控近十年的战略供应链;另一方面通过商业公司押注下一个十年的太空资源话语权。这场竞速的核心,已不仅是资源本身,更是技术标准、商业模式与规则制定权的提前争夺。
与传统的氘-氚(D-T)聚变相比,氘-氦-3(D-³He)反应具有显著优势:产物为带电质子与氦-4,不产生中子,大幅减少放射性废物与反应堆材料损伤,被誉为“清洁聚变”。
然而,其挑战同样巨大:
反应条件苛刻:氘-氦3聚变所需的温度远超氘-氚聚变,达到实用化所要求的技术难度很大。
经济性动态演变:虽然月球资源潜力巨大,但近期美国、澳大利亚陆地高品位氦-3的发现,可能改变聚变燃料获取路径的经济性评估。
尽管如此,氦-3聚变作为长远能源解决方案,其研究价值仍不容忽视。
氦-3的应用远不止于能源领域,其在多个尖端科技领域扮演着不可替代的角色:
量子计算:用于稀释制冷机,将量子比特冷却至接近绝对零度(毫开尔文级),是量子计算机运行的关键。
医学成像:超极化氦-3用于肺部磁共振成像(MRI),可直观显示肺部通气功能与微观结构,对慢阻肺、肺纤维化等疾病诊断具有革命性意义。
中子探测:对热中子具有极高的吸收截面,是核反应堆监测、国土安全、基础物理实验(如暗物质探测)的核心探测材料。
基础科研:在极低温物理、表面科学、等离子体物理研究中是独特的实验介质。
“天工开物”这一承载着中华民族探索自然、利用万物智慧的名称,如今被赋予开发太空资源的时代使命。从宋应星系统整理农耕时代的“工巧之力”,到今天中国航天谋划开启太空时代的“星辰之工”,不变的是人类凭借智慧与技艺向自然求知求用的永恒追求。短期内,技术瓶颈与经济性仍是最大制约;但长远观之,太空资源开发必将与核聚变技术突破、月球科研站建设协同发展,为人类能源安全与文明延续开辟新的疆域。
参考链接:
https://app.xinhuanet.com/news/article.html?articleId=d80b7c9aed9787afb9f0b9cf6304300c
https://news.gmw.cn/2026-01/31/content_38571352.htm
https://finance.sina.com.cn/wm/2025-05-26/doc-inexwtaw5405766.shtml
https://finance.yahoo.com/news/u-federal-government-laboratories-verify-070000519.html?_guc_consent_skip=1770112653
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氧18系列:氧18氧气、氧18二氧化碳、氧18一氧化碳、氧18水(重氧水)、混配气
氘代试剂:重水、氘代氨、氘代甲烷、氘代硅烷(混合气)、氟化氘、氘气、氢氘(HD 97%)等;
放射性同位素(具备辐安证销售许可):锗镓发生器,氪85,锕225,锶90,Am241,γ放射源,β放射源,α放射源等;
特殊同位素:二氟化氙,氦3(分装1升-100升丰度99.8以上),硅28、氙124、氙129、氙131、钼98、氩36、铁58,金属钛49,钙42,镁26,镍64等;
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