Rozwój stad robotów do wydobywania zasobów księżycowych

Zespół badaczy z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Arizony rozpoczął nowy projekt, aby rozwinąć metody górnicze w kosmosie z wykorzystaniem stad autonomicznych dronów. Projekt otrzymał 500 000 dolarów dofinansowania od NASA, a uniwersytet otrzymał dofinansowanie w ramach inicjatywy badawczej NASA Minority University Research and Education Project Space Technology Artemis.

Moe Momayez jest p.o. kierownika Wydziału Górnictwa i Inżynierii Geologicznej oraz przewodniczącym katedry Górnictwa i Inżynierii Geologicznej im. Davida i Edith Lowell.

“To naprawdę ekscytujące być na czele nowej dziedziny”, powiedział Momayez. “Pamiętam, jak jako dziecko oglądałem programy telewizyjne, takie jak ‘Space: 1999’, które są wszystkie o bazach na księżycu. Oto jesteśmy w 2021 roku i mówimy o kolonizacji księżyca.“

Wydobywanie cennych metali ziemnych

Hipoteza Wielkiego Zderzenia mówi, że Ziemia i księżyc pochodzą z wspólnego ciała macierzystego. Ze względu na to, naukowcy oczekują, że ich skład chemiczny będzie stosunkowo podobny. Metale ziemne rzadkie mogą być wydobywane przez wydobywanie powierzchni księżyca, a są one wykorzystywane w technologiach takich jak smartfony i sprzęt medyczny. Te metale obejmują tytan, metale szlachetne, takie jak złoto i platyna, oraz hel-3, który jest stabilnym izotopem helu, który jest niezwykle rzadki na Ziemi. Hel-3 mógłby być wykorzystany do zasilania elektrowni jądrowych.

Na Ziemi górnikom trzeba wiercić przez skałę, jeśli chcą wydobywać rudy osadzone w niej. Momayez opracował proces elektrochemiczny do wiercenia przez skałę, i jest on pięć razy szybszy niż jakakolwiek poprzednia metoda. Jednak wydobywanie księżycowe jest jeszcze bardziej wyzwaniem.

“Tutaj na Ziemi mamy nieograniczoną ilość energii, aby rozbić skały”, powiedział. “Na księżycu trzeba być o wiele bardziej oszczędnym. Na przykład, aby rozbić skały, używamy dużej ilości wody, a to jest coś, czego nie będziemy mieli na księżycu. Więc potrzebujemy nowych procesów, nowych technik. Najbardziej efektywny sposób, aby rozbić skały na Ziemi, to przez wybuchy, i nikt jeszcze nie wywołał wybuchu na księżycu.”

Autonomiczne stada robotów

Autonomiczne stada robotów mogą pomóc ludziom znaleźć nowe sposoby wydobywania materiałów księżycowych z laboratorium na Ziemi.

Jekan Thanga jest profesorem nadzwyczajnym inżynierii lotniczej i mechanicznej, który adaptuje technikę architektury nauromorficznej. Technika, która została opracowana w jego laboratorium, nazywa się Systemem Autonomicznym i Wytłumaczalnym (HEART).

System HEART szkoli roboty do współpracy przy zadaniach wydobywania, wykopywania i budowania, i poprawia umiejętności współpracy robotów.

Zespół będzie starał się zbudować i wyszkolić roboty na Ziemi jako ćwiczenie, i ostatecznie chcą mieć w pełni autonomiczne stado robotów, które mogą działać bez instrukcji z Ziemi. Te roboty będą wykorzystywane do wydobywania materiałów i budowy prostych struktur.

“W pewnym sensie, jesteśmy jak rolnicy. Hodujemy talenty z tych stworzeń, lub całej rodziny stworzeń, aby wykonać pewne zadania”, powiedział Thanga. “Przechodząc przez ten proces, pomagamy udoskonalić te sztuczne stworzenia, których zadaniem jest wykonywanie zadań wydobywczych.”

Zdaniem zespołu, roboty mogą uwolnić czas astronautów, umożliwiając im skoncentrowanie się na innych ekscytujących aspektach eksploracji kosmosu.

“Pomysł polega na tym, aby roboty budowały, przygotowywały i wykonywały wszystkie brudne, nudne, niebezpieczne rzeczy, aby astronauci mogli robić bardziej interesujące rzeczy”, powiedział Thanga.