开采月球水：与Shackleton Energy的Bill Stone的问答
割草机大小的小型商业机器人可以为美国国家航空航天局的月球前哨基地准备一个安全的着陆点，用一个8英尺高的半圆护堤将其包围，以阻止航天器着陆时喷出的砂砾撞击附近的栖息地。
这个故事是为期一周的太空网系列的一部分，该系列讲述了人类返回月球需要什么才能停留。星期一：21世纪月球基地和新月竞赛。
月球上有水，而且有很多水。最近的研究表明，两极永久遮蔽的陨石坑可能已经捕获和积累了数十亿年的水冰。
一些科学家和企业家认为，这些集中的商店是一种宝贵的资源，可能会彻底改变太空旅行。月球冰可以被开采，分解成氢气和氧气，并转化为火箭燃料，然后从轨道“加油站”出售给航天器
有观点认为，这样的安排可能会刺激太空旅行和探索的浪潮，因为宇宙飞船不必从地球上运送所需的所有燃料。
沙克尔顿能源公司（Shackleton Energy Co.）是一家希望实现这一目标的公司。美国证券交易委员会（SEC）是认真的；该公司计划在四年内向月球两极发射机器人侦察任务，并希望在本世纪末在轨道上销售推进剂。
在接受太空网的电子邮件采访时，美国证券交易委员会创始人比尔·斯通谈到了月球冰如何向人类开放太阳系，他的公司计划如何开采和处理这种资源，以及20年后月球的样子。
太空网：你说过水会打开天堂，就像金子打开美国西部一样。请解释一下你的意思。
比尔·斯通，沙克尔顿能源公司的创始人，该公司希望开采月球
比尔·斯通：将大多数“商务级”有效载荷发射到近地轨道（LEO）的成本约为10000美元/公斤，但航天飞机除外，后者的成本要高得多。必须实现物理和/或经济方面的新突破，以显著降低这种高成本；然而，似乎没有一个出现在地平线上。
降低进入太空成本的一个主要问题是，每个太空任务都必须携带自己的燃料进行太空操作，因为目前还不存在太空加油。即使它这样做了，燃料也必须以更高的价格被提升并储存在轨道上的燃料库中。为了避免这种高成本的障碍，必须开发一种在太空中提供更便宜推进剂的方法。我们有了答案：来自月球的水衍生推进剂。
正如美国国家航空航天局最近的观测所证实的那样，由于月球上有大量的水，因此可以收集、运输到近地轨道，并转化为液氧和液氢推进剂，以更低的价格进行商业销售。我们的分析表明，从月球向LEO发射任何质量的卫星都比从地球发射便宜约15倍。
太空中成本较低的推进剂将改变进入太空的途径，并为太空行动注入活力。重要的是，我们的商业模式表明，这可以在十年内实现。发射供应商现在将能够使用更小、更便宜、不携带多余燃料的运载火箭。他们现在可以从我们的轨道“加油站”获得额外的燃料。非常令人鼓舞的是，目前的太空条约和法律允许在月球上进行商业运营，因此任何人都可以获得这个机会。
为什么政府不能做这项工作？“政府本身没有负担得起、高效或快速完成这项工作的授权、意愿、集体资金或风险模型。因此，行业必须介入，让其他人成为受益者。美国证券交易委员会打算提供这种高质量的服务，比各国政府今天才考虑的至少提前十年。
尽管目前对推进剂的需求尚不明确，但如果能够获得低成本推进剂，太空科学、安全和商业利益（特别是太空旅游、轨道碎片清理和卫星通信服务/加油）的融合将加速这一需求。就像黄金让西方成为磁铁，为许多人带来更好的生活质量和机会一样，我们也看到了同样的情况，即在太空中无限制地获得更便宜的推进剂。如果成功，我们的合资企业将真正成为下一次淘金热（尽管是太空中的液体淘金热），它将通过提供更实惠的太空访问和运营来弥合差距。
太空网：你已经认真考虑开采月球近20年了。你觉得这个想法的时机终于到了吗？“如果是，为什么”“发生了什么变化”
斯通：是的，时机很好。原因如下。五个重要因素已经汇集在一起，保证了对月球进行全面的工业勘探任务，随后是采矿和推进剂销售。
1.供应：月球上极有可能存在大量可自由获取的极地冰。LRO、LCROSS和月船轨道飞行器的最新数据让我们高度相信，在月球两极的冷阱坑中有巨大的冰沉积物（如美国国家航空航天局所示，达数十亿吨）。如果这是真的，这些冰原代表着极其宝贵的采矿机会。
2.需求：人们对太空的兴趣正在迅速扩大，尤其是在探索、科学、卫星服务、轨道清理和旅游方面。过高的发布成本限制了业务扩张。由于太空推进剂成本低得多，商业运营可以扩大并开通新太空运输高速公路系统。
3.财富：许多个人和公司积累了大量财富，可以用于这家新的太空企业。因为这是一场“绿色能源游戏”，投资者应该欢迎新的机会，主要是投资回报率，其次是环境和其他必然发展的衍生机会。
4.团队：迄今为止，政府领导的太空计划为成功付出了高昂的风险溢价，尤其是在人类评级系统的情况下。如今，一个由行业领导的团队可以私下管理这一风险，并在全球市场上更快地完成任务。我们有经验和专业知识，可以高效、经济地实现这一目标，至少比历史上任何政府或政府集体计划都便宜一个数量级。
5.政策/法律：相关国际条约和法律允许私人勘探和开采月球资源，为我们的任务开了绿灯。
太空网：何时可以启动并运行轨道燃料站的现实时间表是什么
斯通：在四年内，我们打算向月球两极发射两次机器人探月任务，前往选定的、高概率的、充满冰的陨石坑。
由于操作环境极其恶劣，RTG核动力漫游车将在超冷、超暗的陨石坑（我们所说的区域温度为40开尔文）中进行至少一年的勘探作业。没有其他形式的权力能够有效地或负担得起地完成这项工作。
将开发“矿石”地图，以做出后续商业决策。我们将利用美国国家航空航天局的经验教训和火星车的经验/技术作为开发火星车的指南。
如果勘探成功，财务决策有利，我们将进行一项重大的系统工程和风险降低计划，从而在月球上选定的陨石坑或附近执行人类采矿任务。在降低风险阶段，我们将部署几个轨道工作站，在那里，所有的训练、程序和车辆组装都将在人类月球插入和着陆之前进行。
最初，将对6-12名操作员进行培训，并将其部署到低地球轨道站，以微调所有所需的操作。当风险降低和训练完成后，6-8名初始船员将下降到月球表面矿区并扎营。后续特派团将经常提供所有所需设备和消耗品，为采矿作业做准备。
当月球营地宣布投入使用时，人类将开始进行工业采矿和加工作业，从而将水频繁运输到我们的低地球轨道加工站。在这些站中，水将根据需要转化为推进剂供销售。SEC将向全球所有航天客户提供推进剂销售服务。
如果如期获得全额资金，预计在十年内进行初步运营销售。客户将根据国际认可的标准接口和实践安排加油操作。
我们设想第一个SEC燃料库位于国际空间站附近，以方便燃料进出。稍后的仓库将定位在与不断变化的客户需求相同的地点。推进剂和消耗品将始终在月球上我们的大本营出售。
太空网：沙克尔顿能源公司的月球采矿基地会是什么样子
斯通：最初，月球操作基地将相对较小，可容纳约6-8名船员进行全天候操作。创业团队可能要在月球上呆上一年。操作人员随后将每隔6个月进行一次正常操作，但我们将有频繁的中转航班往返于LEO/月球，以进行补给、应急和医疗问题。
我们将最大限度地使用充气结构作为栖息地，并为所有电力操作（供暖和供电）使用模块化大功率核能供应。该操作概念要求由人类照料的机器人以最小的EVAs完成大部分采矿、运输和加工功能。随着燃料需求的增加，大本营将逐步扩大，以适应更多的行动。我们设想每年至少向LEO提供四次非常大的燃料转运。
space net：你的客户是谁“主要是政府机构、私营公司或两者兼有”
斯通：都是。最初，我们设想政府航天机构（如美国、俄罗斯、中国、印度、巴基斯坦、韩国、日本）将与我们签订长期推进剂合同，然后由私营公司进行太空维修、卫星加油和太空旅游。随着客户群的增加，我们最终计划能够为前往太空其他地点（如火星、小行星）的往返任务提供足够的燃料。
由于我们已经在两极建立了采矿营地，并拥有可扩展的基础设施，我们将向在月球其他地方建立营地的政府、科学和商业实体提供承包服务，作为收费服务，就像大型工业服务提供商（如Haliburton、KBR、Dyncorp、Fluor）一样。运营时，我们的管道供应链管理服务将非常高效地运行，就像今天的FEDEX/UPS一样。随着时间的推移，越来越多的客户进行LEO操作，“系统”对所有人来说都变得更加高效。
最近，毕格罗航天公司宣布，它正在与几个外国政府就购买或租赁毕格罗空间站进行谈判。这正是我们所希望的，并大力鼓励扩大空间服务市场。此外，由于各种客户或原因，月球上有丰富的燃料和运输工具，我们可以按需飞行，并可随时前往月球上的任何地点。我们预计需求将缓慢增长，然后在LEO商业运营的10年内呈指数级增长。我们认为，下游最大的消费者将是太空旅游，其次是政府的人类探索项目。
太空网：实现这一切的最大障碍是什么“是技术、金融还是政治”
斯通：以上都是。这是前两个。
1.直接向月球发射核动力供应的途径和许可证。我们已经开始与白宫（科学和技术政策办公室）协调，以获得对美国核电系统（NPS）的支持。由于美国核动力源材料的稀缺性，国际上也在考虑替代性采购——首先是用于机器人勘探的低功率RTG，然后是用于人类在月球上勘探、采矿和加工的高功率裂变核动力源。
由于美国Pu-238等核动力源材料的稀缺性，也在考虑国际上的替代采购。此外，作为国家紧急事项，美国应重启Pu-238的生产，从俄罗斯人那里购买剩余的Pu-238，并加快生产国内外大量可用的具有放射性同位素的替代动力RTG。
如果美国不齐心协力建立核动力源并迅速发展新的核动力源系统，当美国国家航空航天局、国际合作伙伴和像我们这样的商业企业需要支持时，美国将处于非常不利的地位。
在当今快速扩张的太空市场中，等待美国提供服务并获得从美国发射的许可需要4-7年的时间是没有意义的。在业务规划阶段的早期，获得NPS支持至关重要。如果没有核能，像水这样的月球资源将在几十年内无法开采，从而不必要地推迟了人类离开地球的扩张。
2.从主要是私人投资者那里获得足够的资金，用于项目的整个生命周期。这需要一种独特的、非传统的投资者心态，能够应对与这一转型商机相关的高风险。
我们关注的是希望改变历史的超级净值个人、非常大的公司、能源财团/辛迪加和地理位置匹配的民族国家，他们希望成为快速轨道上的卓越航天中心。
太空网：这样的风险投资要花多少钱，你的公司怎么能负担得起
Stone：在LEO的初始运营后，初步估计约250亿美元将达到正投资回报率。当然，一旦主要项目部分开始，这一估计将得到完善。关于问题的后半部分，我们将有四个项目阶段，即增加复杂性和能力，从而减少不确定性和可持续的高信心操作。每个阶段都需要投资界提供越来越多的分期付款资金。正在讨论的资金水平与目前的大型工业陆地能源项目（如北海的Ekofisk）不相上下。
我们非常感谢美国国家航空航天局2010年12月19日发表的论文《经济实惠的月球返回任务和实施》，该论文进一步证实了我们对人类探索和月球资源开采的工业价值主张。美国国家航空航天局的详细分析显示，一个更大、更雄心勃勃的项目耗时约15年，耗资870亿美元。这份重要报告的时间安排有力地支持了我们的商业估算和商业案例。
太空网：对于那些担心月球的商业开发可能会损害其作为研究资源和早期太阳系记录的重要性的人，你会怎么说
斯通：全球表面积超过3500万平方公里，已探明的水冰储量超过10亿吨，而且初步的地表资源处理可能会在相对较小的局部陨石坑区域进行，其他月球探险家、科学家或用户甚至不太可能探测到月球返回和资源采集。
这张月球图像来自美国国家航空航天局在印度空间研究组织的月船1号任务中的月球矿物学测绘器。它是来自太阳的反射近红外辐射的三色合成物，说明了不同材料在月球面向地球一侧的映射程度。在月球表面的不同位置检测到少量的水和羟基（蓝色）。这张图片展示了它们在高纬度地区向两极的分布。
从更实际的角度来看，仅月球北极的水（根据LRO雷达信号）就足以在2300多年的时间里每天发射一架当量的航天飞机。但从字面上讲，这只是“冰山一角”。如果LCROSS的数据是正确的，并且冰区延伸到每个两极之间的区域，在纬度80度的一个圆圈，那么月球上很可能有足够的冰来发射，同样是每天一次，相当于2.5亿年的航天飞机发射。
月球是一个很大的天体，有很大的空间和资源。月球上有足够的空间供每个人用于他们设想的任何目的。
月球水对开辟太空前沿至关重要。通过收获它，我们开始了与地球“切割绳索”的过程，并学习如何从太阳系几乎无限的物质和能源资源中供应和供应自己。如果人类要在地球之外有任何未来，我们必须学会如何负责任地从我们在太空中发现的东西中提取和制造我们需要的东西。月球就在附近，可以接近，并且拥有我们学习这些技能所需的资源。
SEC认识到，我们有一个独特的机会，可以在月球上开创良好管理的先例。根据我们负责任的人类向太空扩张的理念，美国证券交易委员会打算以对环境负责的方式在月球上开展业务，并考虑到可能希望在月球上做业务的其他人，尤其是科学家。为此，我们将与从事月球研究的领导人协调，制定提取月球物质资源的最佳实践。
太空网：你认为20年后月球会是什么样子？“会有很多不同的资源开采作业、研究基地甚至旅游开发吗？”
斯通：今天很难想象，但随着美国证券交易委员会的成功，月球将成为科学、安全和商业应用的现实之地。它还可能成为富人的头号旅游目的地。然而，美国证券交易委员会从一开始的政策是，我们的产品将在平等的基础上提供给所有付费客户。我们希望能够帮助所有在低地球轨道和月球上需要资源和支持的人。
现实地说，在可预见的未来，月球仍将是一个遥远、充满敌意和无情的地方。那些将去那里的人仍将冒着巨大的个人风险去那里。但它的到达成本将更低，而且冰衍生推进剂将极大地打开这一前沿。
我们预计，在20年内，现场将有一些远程采矿机构，如美国证券交易委员会，一个由政府资助的国际科学前哨站，也许还有一个或多个专门用于太空旅游或太空制造的设施。
如果没有我们在美国证券交易委员会提出的努力，未来20年在月球活动和访问方面将与过去40年一样枯燥和可预测。政府在月球上所能做的对地球上的人具有可持续价值和经济回报的活动是有限的，这一点不会改变。
所有国家的政府太空计划之所以停滞不前，是因为它们本质上是负投资回报率的事业。人们最初迷恋于展示民族国家的技术实力，但一个国家只能在这么长时间内负担得起这种昂贵的游戏。在过去的15年里，美国证券交易委员会煞费苦心地为月球和近地空间建立了一项可辩护的正投资回报率业务。
1969年第一次登月带来的兴奋和希望已经沉寂了太久。在历史的这个时刻，人才、资源、技术、资金和机会的结合很容易将那些太空前沿的古老梦想带回人类的中心舞台。
我们可以说，未来20年看起来相当光明。