La NASA ha grandi progetti per il programma Artemis:riportare gli americani sulla Luna per la prima volta dal 1972 e stabilire una base lunare per gli esseri umani entro la fine del decennio.
Un team di ingegneri dell'Università dell'Arizona sta utilizzando reti di robot per creare strutture ispirate alle termiti che aiuteranno gli astronauti a sopravvivere nel duro ambiente della luna.
Il professore associato Jekan Thanga e i suoi studenti del Dipartimento di ingegneria aerospaziale e meccanica, presso la Facoltà di Ingegneria, hanno sviluppato prototipi delle loro strutture lunari di sacchi di sabbia e il concetto di base per una rete di robot in grado di costruirle. Le strutture contengono sensori che aiutano nella costruzione, quindi avvisano gli astronauti dei cambiamenti nelle condizioni ambientali.
Tech Launch Arizona, il ramo commerciale dell'università, ha collaborato con Thanga per depositare brevetti sulle reti di elaborazione informatica distribuita che il team ha sviluppato per collegare insieme queste strutture e robot.
Sivaperuman Muniyasamy, uno studente di dottorato in ingegneria aerospaziale, e Thanga hanno presentato un documento che descrive in dettaglio la tecnologia il 1° febbraio alla conferenza di guida, navigazione e controllo dell'American Astronautical Society.
"Pubblicando l'articolo alla conferenza, stiamo ottenendo feedback da altri esperti che ci aiutano davvero ad andare avanti", ha affermato il primo autore Muniyasamy.
Thanga stima che gli astronauti atterreranno per la prima volta sulla Luna come parte di Artemis nel 2026 o 2027. In un consorzio chiamato LUNAR-BRIC, il suo team sta collaborando con il Jet Propulsion Laboratory della NASA presso Caltech e MDA, una società di robotica spaziale, per sviluppare la tecnologia per Artemis. sbarchi sulla Luna.
"Non è un caso che questa squadra abbia un partner accademico, un partner commerciale e un'agenzia governativa", ha detto Thanga. "Date le sfide, parte del percorso prevede la collaborazione."
Le strutture lunari sono solo l'inizio per il team universitario di Thanga e LUNAR-BRIC nel loro tentativo di sostenere un'economia spaziale. Entro pochi anni dal primo atterraggio riuscito, ha detto, la NASA cercherà di costruire strutture per abitazioni e industrie a lungo termine, come l'estrazione ecologicamente responsabile della luna e degli asteroidi.
Gli abitanti della Luna avranno bisogno di rifugi sicuri semipermanenti mentre cercano luoghi ottimali per erigere edifici permanenti, ha detto Thanga, aggiungendo di essere fiducioso che verranno utilizzate strutture fondamentalmente semplici di sacchi di sabbia.
Thanga è stato inizialmente incuriosito da un video di YouTube che mostrava il lavoro di Nader Khalili. Negli anni '80, il defunto architetto presentò alla NASA l'idea di strutture con sacchi di sabbia per l'abitazione lunare e spaziale. Quindi Khalili ha sviluppato la costruzione di sacchi di sabbia SuperAdobe per le case di tutto il mondo.
Thanga ha sovrapposto alle idee di Khalili il concetto di grattacieli di insetti. Questi termitai cattedrale comuni nei deserti africani e australiani regolano l'ambiente sotterraneo dei nidi.
"Nel caso delle termiti, è molto rilevante per le nostre sfide fuori dal mondo. Gli ambienti desertici estremi che le termiti affrontano sono analoghi alle condizioni lunari", ha detto Thanga. "È importante sottolineare che l'intero approccio non si basa sull'acqua. La maggior parte della Luna è un deserto arido."
Thanga è da tempo interessato ad applicare l'architettura dei sistemi sociali degli insetti, come una colonia di termiti che costruisce e mantiene un grande e complicato tumulo, a reti robotiche distribuite, in cui le macchine lavorano insieme in modo cooperativo senza l'intervento umano.
"Imparare questo mi ha aiutato a orientarmi verso i sistemi distribuiti per l'edilizia", ha affermato.
Il team di Thanga ha studiato se i sacchi di sabbia pieni di regolite, terra e frammenti minerali provenienti dalla superficie lunare, potrebbero sostituire i tradizionali materiali da costruzione per alloggi lunari, magazzini, torri di controllo, garage per robot, piattaforme di atterraggio, giacche protettive per robot e muri anti-esplosione per proteggere le risorse durante decolli e atterraggi turbolenti.
I rifugi con sacchi di sabbia assemblati rapidamente e facilmente da robot riducono il materiale che deve essere trasportato sulla luna, forniscono un buon controllo climatico e proteggono dai terremoti lunari e da altri pericoli.
I robot incorporano sensori ed elettronica nei sacchi di sabbia e li riempiono di regolite lunare prima di assemblare le strutture sul posto. Alcuni sensori forniscono dati sulla posizione per aiutare i robot a posizionare i sacchi di sabbia. Altri forniscono informazioni ambientali e capacità di comunicazione per avvisare del pericolo.
Sulla Luna le temperature vanno da -298° a 224° Fahrenheit; micro-meteore bombardano la superficie ad una media di 60.000 miglia orarie; e la radiazione solare e la polvere lunare minacciano l'esplorazione.
Fornito dall'Università dell'Arizona
