Robotsvärmar Utvecklas för Att Utvinna Lunara Resurser

Ett team av forskare vid University of Arizonas College of Engineering har lanserat ett nytt projekt för att utveckla rymdutvinningsmetoder med hjälp av svärmar av autonoma drönare. Projektet har fått 500 000 dollar i finansiering från NASA, och universitetet har fått finansieringen genom NASAs Minority University Research and Education Project Space Technology Artemis Research Initiative.

Moe Momayez är tillförordnad chef för institutionen för gruv- och geologisk ingenjörskap och innehavare av David & Edith Lowell-stolen i gruv- och geologisk ingenjörskap.

“Det är verkligen spännande att vara i framkanten av ett nytt område,” sa Momayez. “Jag minns när jag såg TV-program som ‘Space: 1999’ som handlade om baser på månen. Här är vi i 2021, och vi pratar om att kolonisera månen.“

Utvinning av Ädla Jordartsmetaller

Den så kallade Giant Impact Hypotesen säger att jorden och månen kommer från samma ursprungskropp. På grund av detta förväntar sig forskare att deras kemiska sammansättning ska vara relativt likartad. Sällsynta jordartsmetaller kan utvinnas genom att bryta månens yta, och dessa används i tekniker som mobiltelefoner och medicinsk utrustning. Dessa metaller inkluderar titan, ädla metaller som guld och platina, och helium-3, som är en stabil heliumisotop som är extremt sällsynt på jorden. Helium-3 kunde användas för att driva kärnkraftverk.

På jorden måste gruvarbetare borra genom berget om de vill bryta malm som är inbäddad i det. Momayez har utvecklat en elektrokemisk process för att borra genom berg, och den är fem gånger snabbare än någon tidigare metod. Men månbrytning är ännu mer utmanande.

“Här på jorden har vi obegränsad tillgång till energi för att bryta berg,” sa han. “På månen måste vi vara mycket mer återhållsamma. Till exempel för att bryta berg använder vi mycket vatten, och det är något vi inte kommer att ha på månen. Så vi behöver nya processer, nya tekniker. Det mest effektiva sättet att bryta berg på jorden är genom sprängning, och ingen har någonsin utlöst en sprängning på månen.”

Autonoma Robotsvärmar

Autonoma robotsvärmar kan hjälpa människor att hitta nya sätt att utvinna lunara material från ett laboratorium på jorden.

Jekan Thanga är en associate professor i aerospace och mekanisk ingenjörskap som anpassar en neuromorfisk lärandearkitekturteknik. Tekniken, som utvecklats i hans lab, kallas Human and Explainable Autonomous Robotic System (HEART).

HEART-systemet tränar robotar att arbeta tillsammans på uppgifter som brytning, schaktning och byggnation, och det förbättrar robotarnas samarbetsskicklighet.

Teamet kommer att bygga och träna robotarna på jorden som övning, och de vill så småningom ha en fullständigt autonom robotsvärm som kan operera utan instruktioner från jorden. Dessa robotar skulle användas för att utvinna material och konstruera enkla strukturer.

“På sätt och vis är vi som bönder. Vi föder upp talang ur dessa varelser, eller en hel familj av varelser, för att utföra vissa uppgifter,” sa Thanga. “Genom att gå igenom denna process hjälper vi till att förbättra dessa artificiella varelser vars uppgift det är att utföra brytningsuppgifterna.”

Enligt teamet kunde robotarna frigöra tid för astronauter, så att de kan fokusera sina ansträngningar på andra spännande aspekter av rymdutforskning.

“Idén är att ha robotarna bygga, ställa i ordning och göra allt det smutsiga, tråkiga, farliga arbetet, så att astronauterna kan göra det mer intressanta arbetet,” sa Thanga.