科学已知的最昂贵的材料不是你想的那样

历时七年，近40亿英里的旅程，美国宇航局的OSIRIS-REx 航天器着陆2023 年 9 月 24 日上午，带着宝贵的有效载荷在犹他州沙漠中轻轻地。航天器带回了一个样本小行星贝努。

大约半磅的材料从8500万吨级小行星（776亿公斤）将帮助科学家了解太阳系的形成，包括是否像贝努这样的小行星包括生命的化学成分。

美国宇航局的任务预算为8亿美元并且最终会花费大约11.6亿美元为不到 9 盎司的样品（255克）。但这是已知最昂贵的材料吗？甚至没有接近。

OSIRIS-REx从小行星Bennu收集了样本。(美国宇航局/戈达德太空飞行中心）

我是一个天文学教授.我使用月亮和火星在我的教学中岩石，并收集了少量的陨石。我惊叹于我可以把数十亿年以前的东西握在手中，来自数十亿英里之外。

样品返回的成本

少数小行星的计算结果为1.32亿美元每盎司，或每克 470 万美元。这大约是 70,000 倍黄金价格，过去几年的价格一直在每盎司 1,800 美元至 2,000 美元（每克 60 至 70 美元）之间。

第一批返回地球的外星物质来自阿波罗计划。在1969年至1972年间，六次阿波罗任务带回了842磅（382公斤）的月球样本.

这总价标签阿波罗计划，经通货膨胀调整后，为2570亿美元。这些月球岩石相对便宜，每盎司1900万美元（每克67.4万美元），当然阿波罗在展示载人航天技术方面具有额外的价值。

美国宇航局计划在20世纪30年代初从火星带回样本，看看是否有古代生命的痕迹。这火星样本返回使命旨在返回30个样品管与一个一磅的总重量（450克）。这毅力号火星车已经缓存了其中的 10 个示例.

然而成本增加因为任务很复杂，涉及多个机器人和航天器。带回样品可能花费110亿美元，成本为每盎司6.9亿美元（每克2400万美元），是Bennu样品单位成本的五倍。

一些太空岩石是免费的

一些太空岩石不花钱。来自太阳系的近50吨免费样品雨点落在地球上每天。大多数在大气中燃烧，但如果它们到达地面它们被称为陨石，其中大部分来自小行星。

陨石可能会变得昂贵因为很难识别和检索它们。岩石看起来都很相似，除非你是地质专家。

大多数陨石都是石质的，称为球粒陨石，它们可以以每盎司 15 美元（每克 50 美分）的价格在线购买。球粒陨石与普通岩石的不同之处在于含有称为球粒的圆形颗粒在45亿年前太阳系诞生时在太空中形成熔融液滴。

来自比尼亚莱斯陨石的球粒陨石，起源于火星和木星之间的小行星带。(阿曼蒂奥·迪·尼古拉爵士/维基共享资源,CC BY-SA)

铁陨石其特点是暗壳，这是由于它们穿过大气层时表面的熔化引起的，以及长金属晶体的内部图案。它们的价格为每盎司50美元（每克1.77美元）甚至更高。帕拉石是石铁陨石，掺有矿物橄榄石。切割和抛光后，它们呈半透明的黄绿色，每盎司的价格超过 1,000 美元（每克 35 美元）。

铁陨石。(Llez/维基共享资源,CC BY-SA）

不止几颗陨石从我们这里到达月亮和火星。近600个被公认为来自月球和最大的，重 4 磅（1.8 公斤），售价约为每盎司 4,700 美元（每克 166 美元）。

大约175颗陨石被确定为来自火星.买一个每盎司的成本约为 11,000 美元（每克 388 美元）。

研究人员可以弄清楚陨石来自哪里通过使用它们的着陆轨迹将它们的路径投射回小行星带或将它们的组成与不同类别的小行星进行比较。专家可以通过它们的地质和矿物学来判断月球和火星岩石的来源。

这些“免费”样本的局限性在于，无法知道它们来自月球或火星的哪个位置，这限制了它们的科学用途。此外，它们一降落在地球上就开始受到污染，因此很难判断它们内部是否有任何微生物是外星人。

昂贵的元素和矿物

一些元素和矿物质很昂贵，因为它们很稀缺。简单元素周期表中的元素价格低廉。每盎司，碳的成本为三分之一美分，铁的成本为1美分，铝的成本为56美分，甚至汞不到一美元（每100克，碳成本为2.40美元，铁成本不到一美分，铝成本为19美分）。白银每盎司14美元（每克50美分），黄金每盎司1,900美元（每克67美元）。

七种放射性元素它们在自然界中极为罕见，在实验室中很难制造，以至于它们超过了美国宇航局火星样本返回的价格。其中最昂贵的钋-209每盎司成本为1.4万亿美元（每克490亿美元）。

宝石也可能很昂贵。高品质祖母绿是 10 倍黄金价格和白色钻石是黄金价格的100倍。

有些钻石含有硼杂质，使它们鲜艳的蓝色色调.它们只存在于全球少数几个矿山中，而且每盎司5.5亿美元它们的价格可与即将推出的火星样品的成本相媲美——一盎司是 142 克拉，但很少有宝石这么大。

这最昂贵的合成材料是一个微小的球形碳“笼子”，里面有一个氮原子。笼子内的原子非常稳定，因此可用于计时。内嵌富勒烯由碳材料制成，可用于制造极其精确的原子钟。它们每盎司的成本可能为 40 亿美元（每克 1.41 亿美元）。