Swarm di robot in sviluppo per estrarre risorse lunari

Un team di ricercatori del College of Engineering dell’Università dell’Arizona ha lanciato un nuovo progetto per avanzare i metodi di estrazione spaziale con swarm di droni autonomi. Il progetto ha ricevuto 500.000 dollari di finanziamento dalla NASA, e l’università ha ricevuto il finanziamento attraverso l’iniziativa di ricerca tecnologica spaziale Artemis della NASA per le università minoritarie.

Moe Momayez è il capo ad interim del Dipartimento di Ingegneria Mineraria e Geologica e la cattedra David & Edith Lowell di Ingegneria Mineraria e Geologica.

“È veramente emozionante essere alla forefront di un nuovo campo,” ha detto Momayez. “Ricordo di aver guardato programmi TV come ‘Space: 1999’, che è tutto sulla base lunare. Ecco che siamo nel 2021, e stiamo parlando di colonizzare la luna.“

Estrazione di metalli terrosi preziosi

L’ipotesi dell’impatto gigante afferma che la Terra e la luna provengono da un corpo genitore comune. A causa di ciò, gli scienziati si aspettano che le loro composizioni chimiche siano relativamente simili. I metalli terrosi rari possono essere estratti scavando la superficie lunare, e questi sono utilizzati in tecnologie come smartphone e attrezzature mediche. Questi metalli includono titanio, metalli preziosi come oro e platino, e elio-3, che è un isotopo di elio stabile estremamente raro sulla Terra. L’elio-3 potrebbe essere utilizzato per alimentare centrali elettriche nucleari.

Sulla Terra, i minatori devono perforare la roccia se vogliono estrarre minerale incorporato. Momayez ha sviluppato un processo elettrochimico per perforare la roccia, e questo è cinque volte più veloce di qualsiasi metodo precedente. Tuttavia, l’estrazione lunare è ancora più impegnativa.

“Qui sulla Terra, abbiamo una quantità illimitata di energia per rompere le rocce,” ha detto. “Sulla luna, dobbiamo essere molto più conservativi. Ad esempio, per rompere le rocce, utilizziamo molta acqua, e questo è qualcosa che non avremo sulla luna. Quindi, abbiamo bisogno di nuovi processi, nuove tecniche. Il modo più efficiente per rompere le rocce sulla Terra è attraverso l’esplosione, e nessuno ha mai fatto esplodere nulla sulla luna.”

Swarm di robot autonomi

Gli swarm di robot autonomi possono aiutare gli esseri umani a trovare nuovi modi per estrarre materiali lunari da un laboratorio spaziale sulla Terra.

Jekan Thanga è un professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica che sta adattando una tecnica di apprendimento neuromorfico. La tecnica, che è stata sviluppata nel suo laboratorio, si chiama Human and Explainable Autonomous Robotic System (HEART).

Il sistema HEART addestra i robot a lavorare insieme per compiti di estrazione, scavo e costruzione, e migliora le capacità di collaborazione dei robot.

Il team cercherà di costruire e addestrare i robot sulla Terra come pratica, e alla fine vorranno uno swarm di robot completamente autonomi che possano operare senza istruzioni dalla Terra. Questi robot saranno utilizzati per estrarre materiali e costruire strutture semplici.

“In un certo senso, siamo come agricoltori. Stiamo allevando talenti da queste creature, o da una intera famiglia di creature, per compiere determinati compiti,” ha detto Thanga. “Attraverso questo processo, aiutiamo a perfezionare queste creature artificiali il cui lavoro è quello di compiere i compiti di estrazione.”

Secondo il team, i robot potrebbero liberare tempo per gli astronauti, consentendo loro di concentrare i loro sforzi su altri aspetti emozionanti dell’esplorazione spaziale.

“L’idea è quella di far costruire, allestire e fare tutte le cose sporche, noiose e pericolose dai robot, in modo che gli astronauti possano fare le cose più interessanti,” ha detto Thanga.