Студенты аэрокосмической инженерии Университета Аризоны (слева направо): Мин Сок Кан, Атип Тирупати Радж, Чад Джордан Кантин, Сиваперуман Муниясами и Корбин Айдин Хансен демонстрируют умную конструкцию из мешков с песком. Кантин и Хансен — студенты. Кредит: Инженерный колледж.
У НАСА большие планы по программе «Артемида» — вернуть американцев на Луну впервые с 1972 года и создать лунную базу для людей к концу десятилетия.
Команда инженеров из Университета Аризоны использует роботизированные сети для создания структур, напоминающих термитов, которые помогут астронавтам выжить в суровых условиях Луны.
Доцент Джекан Танга и его студенты на факультете аэрокосмической и машиностроительной инженерии Инженерного колледжа разработали прототипы своих лунных конструкций из мешков с песком и базовую концепцию сети роботов, которые могут их построить. Структуры содержат датчики, которые помогают в строительстве, а затем предупреждают астронавтов об изменениях условий окружающей среды.
Tech Launch Arizona, подразделение университета по коммерциализации, работало с Тангой над регистрацией патентов на распределенные компьютерные сети обработки данных, которые команда разработала для связи этих структур и роботов вместе.
Сиваперуман Муниясами, докторант аэрокосмической техники, и Танга представили документ с подробным описанием технологии 1 февраля на конференции Американского астронавтического общества по руководству, навигации и управлению.
«Публикуя статью на конференции, мы получаем отзывы от других экспертов, которые действительно помогают нам двигаться вперед», — сказал первый автор Муниясами.
Объединяемся для высадки на Луну
По оценкам Танги, астронавты впервые высадятся на Луну в составе «Артемиды» в 2026 или 2027 году. В консорциуме под названием LUNAR-BRIC его команда сотрудничает с Лабораторией реактивного движения НАСА в Калифорнийском технологическом институте и MDA, компанией по производству космической робототехники, для разработки технологии для «Артемиды». высадки на Луну.
«Не случайно у этой команды есть академический партнер, коммерческий партнер и правительственное учреждение», — сказал Танга. «Учитывая проблемы, частью пути для нас является сотрудничество».
Лунные структуры — это лишь начало для университетской команды Танги и LUNAR-BRIC в их стремлении поддержать космическую экономику. По его словам, в течение нескольких лет после первой успешной посадки НАСА будет стремиться построить объекты для долгосрочного проживания и промышленности, такие как экологически ответственная добыча полезных ископаемых на Луне и астероидах.
Обитателям Луны потребуются полупостоянные безопасные убежища, пока они будут искать оптимальные места для возведения постоянных зданий, сказал Танга, добавив, что он уверен, что будут использоваться принципиально простые конструкции из мешков с песком.
Вдохновение от насекомых
Тангу впервые заинтриговало видео на YouTube, демонстрирующее работы Надера Халили. В 1980-х годах покойный архитектор представил НАСА идею сооружений из мешков с песком для лунного и космического жилья. Затем Халили разработал конструкцию из мешков с песком SuperAdobe для домов по всему миру.
Танга наложил на идеи Халили концепцию небоскребов из насекомых. Эти соборные термитники, распространенные в африканских и австралийских пустынях, регулируют среду подземных гнезд.
«В случае с термитами это очень важно для решения наших проблем за пределами планеты. Экстремальные пустынные условия, с которыми сталкиваются термиты, аналогичны лунным условиям», — сказал Танга. «Важно то, что весь этот подход не зависит от воды. Большая часть Луны представляет собой сухую пустыню».
Танга уже давно заинтересован в применении архитектуры социальных систем насекомых (например, колонии термитов, строящей и поддерживающей большой сложный курган) в распределенных сетях роботов, в которых машины работают вместе без вмешательства человека.
«Изучение этого помогло мне найти распределенные системы для строительства», — сказал он.
Команда Танги исследовала, могут ли мешки с песком, наполненные реголитом, почвой и минеральными фрагментами с поверхности Луны, заменить традиционные строительные материалы для лунных домов, складов, диспетчерских вышек, гаражей для роботов, посадочных площадок, защитных кожухов для роботов и взрывозащитных стен для защиты активов во время турбулентные взлеты и посадки.
Убежища из мешков с песком, которые быстро и легко собираются роботом, сокращают количество материала, который необходимо транспортировать на Луну, обеспечивают хороший климат-контроль и защищают от лунотрясений и других опасностей.
Роботы встраивают датчики и электронику в мешки с песком и наполняют их лунным реголитом, прежде чем собирать конструкции на месте. Некоторые датчики предоставляют данные о местоположении, чтобы помочь роботам разместить мешки с песком. Другие предоставляют экологическую информацию и коммуникационные возможности для предупреждения об опасности.
На Луне температура колеблется от -298° до 224° по Фаренгейту; микрометеоры бомбардируют поверхность со скоростью в среднем 60 000 миль в час; а солнечная радиация и лунная пыль угрожают исследованиям.
Информация от: Университетом Аризоны
