Robotní roje se vyvíjejí pro těžbu lunárních zdrojů

Tým výzkumníků na University of Arizona’s College of Engineering spustil nový projekt pro rozvoj metod těžby vesmírných zdrojů pomocí autonomních robotních rojů. Projekt získal 500 000 dolarů od NASA a univerzita získala financování prostřednictvím NASA’s Minority University Research and Education Project Space Technology Artemis Research Initiative.

Moe Momayez je interim head of the Department of Mining and Geological Engineering a David & Edith Lowell chair of Mining and Geological Engineering.

“Je to opravdu vzrušující být na počátku nového oboru,” řekl Momayez. “Pamatuji si, jak jsem jako dítě sledoval televizní pořady, jako je ‘Space: 1999’, který je o základnách na Měsíci. Zde jsme v roce 2021 a mluvíme o kolonizaci Měsíce.“

Extrahování drahých kovů Země

Hypotéza obřího impaktu uvádí, že Země a Měsíc pocházejí z jednoho rodičovského tělesa. Proto se očekává, že jejich chemické složení bude relativně podobné. Řídké kovy lze extrahovat těžbou na povrchu Měsíce a tyto kovy se používají v technologiích, jako jsou chytré telefony a lékařská zařízení. Tyto kovy zahrnují titan, drahé kovy, jako je zlato a platina, a helium-3, který je stabilní izotop helia, který je na Zemi extrémně vzácný. Helium-3 by se mohlo použít jako palivo pro jaderné elektrárny.

Na Zemi musí horníci při těžbě prokapat skálu, pokud chtějí těžit rudu, která je v ní uzavřena. Momayez vyvinul elektrochemický proces pro prokapaní skály a je to pětkrát rychlejší než jakákoli předchozí metoda. Nicméně, lunární těžba je ještě náročnější.

“Zde na Zemi máme neomezené množství energie, které můžeme použít pro rozbití skály,” řekl. “Na Měsíci musíme být mnohem více konzervativní. Například, abychom rozbití skály, používáme hodně vody a to je něco, co na Měsíci nebudeme mít. Proto potřebujeme nové procesy, nové techniky. Nejefektivnější způsob, jak rozbití skály na Zemi, je prostřednictvím výbušnin a nikdo dosud na Měsíci nevybuchl.

Autonomní robotní roje

Autonomní robotní roje mohou pomoci lidem najít nové způsoby, jak těžit lunární materiály z laboratorního prostoru na Zemi.

Jekan Thanga je associate professor of aerospace and mechanical engineering, který upravuje techniku neuromorfního učení. Tato technika, která byla vyvinuta v jeho laboratoři, se nazývá Human and Explainable Autonomous Robotic System (HEART).

Systém HEART trénuje roboty, aby pracovaly společně na těžbě, výkopu a stavebních úkolech a zlepšuje spolupráci mezi roboty.

Tým se bude snažit postavit a trénovat roboty na Zemi jako cvičení a nakonec chtějí plně autonomní roj robotů, který bude moci pracovat bez instrukcí ze Země. Tyto roboty by se používaly pro těžbu materiálů a konstrukci jednoduchých struktur.

“V jistém smyslu jsme jako farmáři,” řekl Thanga. “Šlechtíme talent z těchto tvorů, nebo celé rodiny tvorů, aby prováděli určité úkoly.” Přes tento proces pomáháme zdokonalit tyto umělá tvorba, jejichž úkolem je provádět těžební úkoly.

Podle týmu by roboti mohli uvolnit čas pro astronauty, aby se mohli soustředit na jiné zajímavé aspekty vesmírného výzkumu.

“Nápad je takový, aby roboti postavili, nastavili a provedli všechny špinavé, nudné, nebezpečné věci, aby astronauti mohli dělat zajímavější věci,” řekl Thanga.