浅谈宇宙资源的开发与利用

浅谈宇宙资源的开发与利用赵玮瑄（计算机科学与技术1205班201226100531 班内学号：49号）摘要：随着人类社会的进步，人类的生活已经离不开那些电、石油等资源了。

因此，人类对能源的开发与利用量也越来越大，地球上的可利用资源也越来越少，很可能在不久的将来，人类就会面临能源短缺的问题。

虽然现在人类已经意识到这个问题，并且采取了一系列的方法,例如，利用地球上的一些可再生资源（风能、地热能、潮汐能等），还利用核能发电等等方式。

而宇宙这块未知的领域中的资源是巨大的，如果利用得当的话就可以极大的造福人类。

Abstract: along with the development of human society, human life has cannot leave the electricity, oil and other resources. Human on energy development and utilization, therefore, also more and more big, fewer and fewer available resources on the earth, and probably in the near future, humans will face the shortage of energy problem. Although human beings have realized the problem now, and has adopted a series of methods, for example, using some of the earth's renewable resources, wind energy, geothermal energy, tidal power, etc.), also use nuclear power and so on. And resources in the field of the unknown universe is huge, if used properly can greatly benefit mankind.关键词：宇宙资源、开发、利用黑洞宇宙一、引言随着科技的发展，资源利用率的增加，还有其他种种原因，例如温室效应，人们环保意识的增强。

人们对那些环保、高效以及可再生的能源越来越重视了。

而宇宙这一片广阔的天地，正好孕育了这些能够满足人类需求的资源。

对宇宙资源的开发利用，将成为一项可能改变人类未来生活的不小的力量。

二、当今社会的能源现状随着经济发展与世界人口的增加，世界的一次能源消耗量不断增加，尤其是对石油这种不可再生的能源的消耗是十分巨大的。

虽然世界上已有不少国家采用其他能源在个别领域小部分代替石油，例如风能、核能、氢能等环保资源，但是这些环保资源也都是没有普及的。

而就我们中国而言，我国由于处于高速发展的阶段，对能源的消耗极大，而且主要以煤炭资源为主，有比较大的污染，资源的利用率不高。

现在我国的能源结构正向高效使用石油、天然气的方向发展。

社会极大地需要高效环保的能源来提供经济等方面的发展。

三、宇宙资源的种类及概述1、辐射能宇宙中很多的辐射能。

就我所知的资源以及现在我们利用的最多的就应该属太阳能。

太阳能是由内部的氢原子聚变产生的能量。

在地球上就以植物来说，它们对太阳能的利用是最高的，但是它们利用的太阳能也是太阳所发出能量的很小的一部分。

它们通过光合作用释放氧气、吸收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在体内贮存下来。

煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的。

人类虽然有利用太阳能，但是也只是在很小的范围内使用。

因为太阳能的转换率极低而且制作一些转换装置的成本较高，不适用于大规模的投入到生产活动中。

太阳能现在主要是作为人造卫星的能源被使用。

如果太阳能作为一种高效可持续的能源被投入使用的话，可以给人类能源结构带来一场变革。

2、矿产资源宇宙中矿产资源丰富，就拿人类从月球带回来的土壤样本的分析结果来说吧。

月球表层的铁不仅异常丰富，而且便于开采和冶炼。

据悉，月球上的铁主要是氧化铁，只要把氧和铁分开就行，科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。

此外，月球土壤中还含有丰富的氦－３，利用氘和氦－３进行的氦聚变可作为核电站的能源，这种聚变不产生中子，安全无污染，是容易控制的核聚变，不仅可用于地面核电站，而且特别适合宇宙航行。

还记得曾经在电影《终结者2018》中看到这样一个情节，里面的有T-800这种类型的机器人，他们的外部被人组织的活性物质组成，但是为他们提供长久能源的能源竟然只是一小瓶的核燃料提取物，可想而知这种资源的所蕴含的能量有多大啊。

当然月球以及宇宙中的资源肯定不只是氦－３。

月球上现在发现的资源至少有6种是地球所没有的，更何况是这广阔的宇宙呢？3、暗能量【1】在物理宇宙学中，暗能量是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。

暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果的解释中最为流行的一种。

在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙73%的质能。

暗能量其基本特征是具有负压，在宇宙空间中几乎均匀分布或完全不结团。

在WMAP数据显示，暗能量在宇宙中占总物质的不到70%。

值得注意的是，对于通常的能量（辐射）、重子和冷暗物质，压强都是非负的，所以必定存在着一种未知的负压物质主导今天的宇宙。

宇宙的运动都是旋涡型的，所以暗能量总是以一种旋涡运动的形式出现。

所以，在暗能量的旋转范围内能形成一种旋涡场，我们称之为暗能量旋涡场，简称为旋涡场。

用En来表示太阳系的暗能量，用Ep来表示物质绕太阳系中心运动的总动能。

当En=Ep时，太阳系旋涡场处于平衡状态，它既不会膨胀也不会收缩。

但当En衰退时，太阳系旋涡场就会收缩，太阳系中所有的行星就会向太阳靠近。

一些科学家同样也认为黑洞能量也是暗能量的一种。

与暗能量相关的还有暗物质【2】，宇宙中大部分物质都是它，它可能是宇宙诞生时产生的各种重的粒子。

这些粒子中的大部分在宇宙演化过程中和其反粒子结合而湮灭，从而转换成纯能量，只剩下少部分留存下来，构成现今宇宙中的暗物质。

据科学家推测，这些暗物质的粒子，质量应该不会太大，有机会通过实验室的高能加速器制造出来以供研究。

如果无暗物质，宇宙的质量将不足以凝聚形成星系、银河，也就不会有生命的诞生。

早在1930年就有人提出暗物质的说法，但直到近10 年来，研究才有了更具体的进展。

近年来对宇宙构造的观测，证明暗物质不同于人类在实验室中曾发现、探索过的任何已知物质。

根据来自对宇宙微波背景的观测及分析【3】，结果显示，已知的物质约占宇宙全部物质的不到5％。

虽然暗能量作为宇宙中广泛存在的能量，但因为其的神秘性，还没有完全被科学家完全研究明白，对暗能量的利用可能需要更长的时间。

4、宇宙空间地球作为茫茫宇宙空间里的一员，可想而知宇宙的空间有多大。

对于现在地球人口的日益增长问题，或许合理利用宇宙空间会是一个不错的选择。

现在人类不是已经加大了对外太空的探索，而且还进行了火星移民的计划。

也许不久的将来，人类移民外太空的梦想就会实现，地球人也不会再为人口问题而揪心。

5、宇宙环境资源我们所说的环境资源指的是宇宙中所存在的，而且在地球上是无法完完全全模仿出来的。

在宇宙的那种微波、失重、辐射的环境中往往可以产生一些在地球上所不能发生的现象，产生一些无法想象的物质。

四、宇宙资源的开发利用1、太阳能首先在辐射方面，我们现在运用的最多的也是最熟悉就属太阳能了。

在航天方面，我们的航天卫星都会装备有太阳电池板，用其提供在绕地运动中的飞行。

但是如果我们的探测器远离太阳，利用太阳能有些不太现实，据我所知，在这种情况下，科学家会计算运用各行星的运转加速度提供动力，从而把探测器甩出去。

从而使探测器继续运行，而不被天体捕获。

现在有多人提出了太阳能的利用与建筑表皮结合【4】的想法。

这是一种绿色环保的理念，但太阳能的利用与建筑表皮的结合，需要考虑几个技术要素:负载调查以及所用电量的估算，从而便于确定系统安装所需要的安装容量; 综合当地的天气状况和气候条件，结合建筑的表皮美观要求以及节能方案的特点，确定相关组件的安装环境、角度的设在每一层建筑物的公共部分，也可以通过外挑等里面的造型，在其中种植一部分绿色植物，从而让每一层建筑都拥有绿化交织的渗透。

良好的自然采光不仅能够帮助植物生长，也有利于人与自然的有效结合，达到亲近大自然的目的。

2、宇宙环境资源现在人类有利用宇宙的极端条件进行冶炼合金【5】的想法，这种冶金学与在地球上的冶金学有极大的不同【6】，这种技术可以较为容易的将各物质分离，同时运用不同的条件，产生较少的次生产物，可以得到较多的所需要的产物。

下面举个例子，在美国发射的航天飞机上, 有3 位科学家进行了冶金实验他们把一片10 9 重的钨放在真空室的底座上, 这是一个直径约60 cm的金属圆柱体。

真空室设有观察孔, 可以看到冶炼时的变化, 小小的底座缓缓地升起来, 把钨片移入电磁场后, 底座便下降, 由于失重, 将移入的钨片加热到2 260 ℃时, 打开开关, 让电子束射到钨片上, 温度继续升高到3 6 0 0 ℃后, 悬浮在空中的钨便熔融变成一串球形体, 放射出绚丽的光彩。

这时, 关了开关, 熄灭电子束, 钨很会快冷却, 形成了宇宙冶金的新产品—球形单晶钨。

3、空间资源人类在这方面还在进行阶段，人类主要通过建造宇宙空间站，来在宇宙中建造基地，为探索提供补给。

还有通过探测器了解其他行星的情况。

在利用空间资源【7】的方面，下面有个例子，美国于19 95 年提出了面向21 世纪的“新盛世”计划, 其目标之一是发射大量小型低成本空间探测器, 在21 世纪初在外层空间建立起无人研究基地. “克莱门汀-1”和“月球勘探者”的研制和成功发射代表了美航宇局“更快、更好、更省”的空间探索新方针，为利用宇宙资源做了铺垫。

五、个人观点个人对利用太阳能的看法，我觉得在现实中可以发明一种混合动力车，既可以利用太阳能，还可以利用其他环保能源。

同时可以加大利用太阳分解水的研究，从而达到大规模生产氢气的目的。

对于利用宇宙环境方面的话，个人觉得要适度，因为这样的环境容易产生基因变异，就像那些太空水果，这些变异往往都是有害的，我们也不能保证能完全处理好这些问题。

所以，我们应该尽量少利用这样的条件来进行有关的基因改造的实验。

而宇宙空间方面，现在发现的适合人类居住的行星几乎没有，而且缺少相应的宇宙空间的有关法律。

这很可能会引发国家间因抢夺宇宙空间而发生争斗。

技术方面，人们的探测器飞行缓慢，效率不高，这需要更多的技术支持。