Các đàn robot tự động đang được phát triển để khai thác tài nguyên trên Mặt Trăng

Một nhóm nghiên cứu tại Trường Kỹ thuật của Đại học Arizona đã khởi động một dự án mới để phát triển các phương pháp khai thác không gian với các đàn robot tự động. Dự án này đã nhận được 500.000 đô la tài trợ từ NASA, và trường đại học đã nhận được tài trợ này thông qua Dự án Nghiên cứu và Giáo dục Công nghệ Không gian Artemis của NASA.

Moe Momayez là trưởng bộ phận tạm thời của Bộ môn Khai thác và Kỹ thuật Địa chất và chủ tịch David & Edith Lowell về Khai thác và Kỹ thuật Địa chất.

“Thật tuyệt vời khi chúng ta đang ở tiền phong của một lĩnh vực mới,” Momayez nói. “Tôi nhớ khi còn là một đứa trẻ, tôi xem các chương trình truyền hình như ‘Space: 1999’, đó là tất cả về các căn cứ trên Mặt Trăng. Giờ đây, vào năm 2021, chúng ta đang nói về việc thiết lập các căn cứ trên Mặt Trăng.“

Khai thác các kim loại quý của Trái Đất

Giả thuyết Va chạm khổng lồ cho rằng Trái Đất và Mặt Trăng đến từ một cơ thể cha mẹ chung. Do đó, các nhà khoa học dự kiến rằng thành phần hóa học của chúng sẽ tương đối giống nhau. Các kim loại quý hiếm có thể được khai thác bằng cách khai thác bề mặt Mặt Trăng, và những kim loại này được sử dụng trong các công nghệ như điện thoại thông minh và thiết bị y tế. Những kim loại này bao gồm titan, các kim loại quý như vàng và bạch kim, và heli-3, một đồng vị heli ổn định cực kỳ hiếm trên Trái Đất. Heli-3 có thể được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân.

Trên Trái Đất, các thợ mỏ phải khoan qua đá nếu họ muốn khai thác quặng chứa trong đá. Momayez đã phát triển một quá trình điện hóa để khoan qua đá, và nó nhanh hơn bất kỳ phương pháp nào trước đây五 lần. Tuy nhiên, khai thác Mặt Trăng thậm chí còn thách thức hơn.

“Ở đây trên Trái Đất, chúng ta có một lượng năng lượng không giới hạn để ném vào việc phá vỡ đá,” ông nói. “Trên Mặt Trăng, bạn phải tiết kiệm năng lượng hơn. Ví dụ, để phá vỡ đá, chúng ta sử dụng rất nhiều nước, và đó là thứ chúng ta không có trên Mặt Trăng. Vì vậy, chúng ta cần các quy trình mới, các kỹ thuật mới. Cách hiệu quả nhất để phá vỡ đá trên Trái Đất là thông qua việc nổ mìn, và không ai đã từng kích nổ mìn trên Mặt Trăng.”

Các đàn robot tự động

Các đàn robot tự động có thể giúp con người tìm ra các cách mới để khai thác tài nguyên Mặt Trăng từ một phòng thí nghiệm trên Trái Đất.

Jekan Thanga là một giáo sư liên kết về hàng không và kỹ thuật cơ khí đang thích nghi với một kỹ thuật kiến trúc học tập thần kinh mô phỏng. Kỹ thuật này, được phát triển trong phòng thí nghiệm của ông, được gọi là Hệ thống Robot Tự động và Giải thích được của Con người (HEART).

Hệ thống HEART đào tạo các robot để làm việc cùng nhau trong các nhiệm vụ khai thác, đào xới và xây dựng, và nó cải thiện các kỹ năng hợp tác của robot.

Đội ngũ sẽ tìm cách xây dựng và đào tạo các robot trên Trái Đất như một bài tập, và họ cuối cùng muốn có một đàn robot tự động hoàn toàn có thể hoạt động mà không cần hướng dẫn từ Trái Đất. Những robot này sẽ được sử dụng để khai thác tài nguyên và xây dựng các cấu trúc đơn giản.

“Theo một cách nào đó, chúng ta giống như những người nông dân. Chúng ta đang nuôi dưỡng tài năng từ những sinh vật này, hoặc một gia đình các sinh vật, để thực hiện các nhiệm vụ nhất định,” Thanga nói. “Bằng cách đi qua quá trình này, chúng ta giúp hoàn thiện những sinh vật nhân tạo này, những sinh vật có nhiệm vụ thực hiện các nhiệm vụ khai thác.”

Theo đội ngũ, các robot có thể giải phóng thời gian cho các phi hành gia, cho phép họ tập trung vào các khía cạnh thú vị khác của việc khám phá không gian.

“Ý tưởng là để các robot xây dựng, thiết lập mọi thứ và thực hiện tất cả các công việc bẩn, nhàm chán, nguy hiểm, để các phi hành gia có thể thực hiện các công việc thú vị hơn,” Thanga nói.