Essaims de robots autonomes pour l’extraction de ressources lunaires

Une équipe de chercheurs de la faculté d’ingénierie de l’Université de l’Arizona a lancé un nouveau projet pour faire progresser les méthodes d’extraction minière spatiale avec des essaims de drones autonomes. Le projet a reçu 500 000 dollars de financement de la NASA, et l’université a reçu le financement grâce à l’initiative de recherche Artemis de la NASA pour les technologies spatiales du projet de recherche et d’éducation universitaire minoritaire.

Moe Momayez est le chef intérimaire du département des mines et de la géologie, ainsi que le titulaire de la chaire David et Edith Lowell en ingénierie minière et géologique.

“C’est vraiment excitant d’être à la pointe d’un nouveau domaine”, a déclaré Momayez. “Je me souviens avoir regardé des émissions de télévision comme ‘Space : 1999’, qui parle de bases sur la lune. Voilà que nous sommes en 2021 et que nous parlons de la colonisation de la lune.“

Extraction de métaux terrestres précieux

L’hypothèse de l’impact géant stipule que la Terre et la lune proviennent d’un corps parent commun. En raison de cela, les scientifiques s’attendent à ce que leurs compositions chimiques soient relativement similaires. Les métaux terrestres rares peuvent être extraits en minant la surface de la lune, et ceux-ci sont utilisés dans des technologies comme les smartphones et les équipements médicaux. Ces métaux comprennent le titane, les métaux précieux comme l’or et le platine, et l’hélium-3, qui est un isotope d’hélium stable extrêmement rare sur Terre. L’hélium-3 pourrait être utilisé pour alimenter des centrales nucléaires.

Sur Terre, les mineurs doivent percer le roche s’ils veulent extraire des minerais incorporés. Momayez a développé un processus électrochimique pour percer le roche, et il est cinq fois plus rapide que toute méthode précédente. Cependant, l’extraction minière lunaire est encore plus difficile.

“Ici, sur Terre, nous avons une quantité illimitée d’énergie pour briser les roches”, a-t-il déclaré. “Sur la lune, vous devez être beaucoup plus conservateur. Par exemple, pour briser les roches, nous utilisons beaucoup d’eau, et c’est quelque chose que nous n’aurons pas sur la lune. Nous devons donc avoir de nouveaux processus, de nouvelles techniques. La façon la plus efficace de briser les roches sur Terre est par l’explosion, et personne n’a jamais déclenché d’explosion sur la lune.”

Essaims de robots autonomes

Les essaims de robots autonomes peuvent aider les humains à trouver de nouvelles façons d’extraire des matériaux lunaires à partir d’un laboratoire spatial sur Terre.

Jekan Thanga est un professeur agrégé d’aérospatiale et d’ingénierie mécanique qui adapte une technique d’architecture d’apprentissage neuromorphique. La technique, qui a été développée dans son laboratoire, s’appelle le Système autonome et explicatif pour les robots humains (HEART).

Le système HEART forme les robots à travailler ensemble sur des tâches de minage, d’excavation et de construction, et il améliore les compétences de collaboration des robots.

L’équipe va essayer de construire et de former les robots sur Terre comme exercice, et ils veulent éventuellement un essaim de robots entièrement autonome qui puisse fonctionner sans instructions de la Terre. Ces robots seraient utilisés pour extraire des matériaux et construire des structures simples.

“Dans un sens, nous sommes comme des agriculteurs. Nous élevons du talent parmi ces créatures, ou une famille entière de créatures, pour effectuer certaines tâches”, a déclaré Thanga. “En passant par ce processus, nous aidons à perfectionner ces créatures artificielles dont le travail est d’effectuer les tâches de minage.”

Selon l’équipe, les robots pourraient libérer du temps pour les astronautes, leur permettant de se concentrer sur d’autres aspects passionnants de l’exploration spatiale.

“L’idée est d’avoir les robots construire, installer et faire toutes les choses sales, ennuyeuses et dangereuses, afin que les astronautes puissent faire les choses plus intéressantes”, a déclaré Thanga.