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| Fotografía: Anna Nesterova |
Los ingenieros aeroespaciales y mineros de la Universidad de Arizona están diseñando un plan para explotar los recursos de la Luna mediante enjambres de robots autónomos y nuevas técnicas de excavación.
Ahora que los científicos empiezan a considerar más seriamente la posibilidad de construir bases en cuerpos celestes como la Luna, la idea de la minería espacial gana en popularidad.
Al fin y al cabo, si alguien de Los Ángeles se trasladara a Nueva York para construir una casa, sería mucho más fácil comprar los materiales de construcción en Nueva York que comprarlos en Los Ángeles y arrastrarlos 2.800 millas. Teniendo en cuenta que la distancia entre la Tierra y la Luna es unas 85 veces mayor, y que para llegar hasta allí hay que desafiar la gravedad, utilizar los recursos existentes en la Luna es una idea atractiva.
Un equipo de la Universidad de Arizona, dirigido por investigadores de la Facultad de Ingeniería, ha recibido 500.000 dólares de la NASA para un nuevo proyecto destinado a avanzar en los métodos de minería espacial que utilizan enjambres de robots autónomos. Como institución que presta servicios a los hispanos, la universidad cumplía los requisitos para recibir financiación a través de la Iniciativa de Investigación Artemis de Tecnología Espacial del Proyecto de Investigación y Educación de Universidades Minoritarias de la NASA.
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| Los miembros de la facultad de ingeniería de la Universidad de Arizona Jekan Thanga (a la derecha) y Moe Momayez han recibido 500.000 dólares de la NASA para un nuevo proyecto destinado a avanzar en los métodos de minería espacial que utilizan enjambres de robots autónomos. En la foto aparecen con un prototipo de rover de bajo coste, de diseño rápido e impreso en 3D, utilizado para probar una nueva generación de sensores en miniatura para aplicaciones en la minería lunar. Crédito: Chris Richards / Universidad de Arizona |
"Es realmente emocionante estar a la vanguardia de un nuevo campo", dijo Moe Momayez, director interino del Departamento de Ingeniería Minera y Geológica y de la Cátedra David y Edith Lowell de Ingeniería Minera y Geológica. "Recuerdo ver programas de televisión cuando era niño, como 'Espacio: 1999', que trata de bases en la luna. Aquí estamos en 2021, y estamos hablando de colonizar la luna".
¡Despegue!
Según la hipótesis del impacto gigante, la Tierra y la Luna proceden de un cuerpo madre común, por lo que los científicos esperan que sus composiciones químicas sean relativamente similares. La minería en la superficie de la Luna podría encontrar metales de tierras raras necesarios para tecnologías como los teléfonos inteligentes y los equipos médicos, titanio para su uso en aleaciones de titanio, metales preciosos como el oro y el platino, y helio-3, un isótopo de helio estable que podría alimentar las centrales nucleares, pero que es extremadamente raro en la Tierra.
Para extraer el mineral incrustado en la roca en la Tierra, los mineros necesitan perforar la roca, que es una de las especialidades de Momayez. Ha desarrollado un proceso electroquímico para perforar la roca cinco veces más rápido que cualquier otro método. Pero la minería lunar presenta un nuevo reto.
"Aquí, en la Tierra, tenemos una cantidad ilimitada de energía para romper las rocas", dijo. "En la Luna, hay que ser mucho más conservador. Por ejemplo, para romper las rocas, utilizamos mucha agua, y eso es algo que no tendremos en la Luna. Así que necesitamos nuevos procesos, nuevas técnicas. La forma más eficaz de romper rocas en la Tierra es mediante voladuras, y nadie ha hecho nunca una voladura en la Luna".
Enjambres de robots, impulsados por HEART
Encontrar la mejor manera de extraer materiales lunares desde un espacio de laboratorio en la Tierra es una tarea difícil para los humanos. Ahí es donde entran los enjambres de robots autónomos.
Jekan Thanga, profesor asociado de ingeniería aeroespacial y mecánica, está adaptando una técnica de arquitectura de aprendizaje neuromórfica, que ha desarrollado en su laboratorio, denominada Sistema Robótico Autónomo Explicable, o HEART. El sistema no sólo entrenará a los robots para que trabajen juntos en tareas de minería, excavación e incluso construcción, sino que también permitirá a los robots mejorar sus habilidades de colaboración con el tiempo.
El equipo tiene previsto construir y entrenar a los robots aquí en la Tierra, para que puedan practicar. En última instancia, los investigadores prevén un enjambre de robots totalmente autónomo que no necesite recibir instrucciones de la Tierra para extraer materiales y construir estructuras sencillas.
"En cierto sentido, somos como agricultores. Estamos reproduciendo el talento de estas criaturas, o de toda una familia de criaturas, para que realicen determinadas tareas", explica Thanga. "Al pasar por este proceso, ayudamos a perfeccionar estas criaturas artificiales cuyo trabajo es hacer las tareas de minería".
El equipo sigue considerando que los humanos son una parte fundamental de la exploración espacial, pero estos enjambres de robots podrían liberar a los astronautas para que se centren en otros elementos críticos de la misión.
"La idea es que los robots construyan, instalen cosas y hagan todas las cosas sucias, aburridas y peligrosas, para que los astronautas puedan hacer las cosas más interesantes", dijo Thanga.
Los estudiantes desempeñan un papel clave
Momayez y Thanga no están solos en su entusiasmo. Una de las razones por las que decidieron llevar a cabo esta empresa es que los estudiantes universitarios están muy interesados en ella.
"Cada vez que salgo y hablo de la exploración espacial, hay realmente una tormenta de estudiantes que están entusiasmados con la minería", dijo Thanga. "Ver a todos estos estudiantes inspirados para involucrarse ha sido un gran impulso".
El Laboratorio ASTEROIDS de Thanga dirige un Programa de Investigación y Educación de Pregrado financiado por la NASA, en el que los estudiantes pasan un año dirigiendo sus propios proyectos de investigación. En el pasado, los estudiantes del programa han presentado sus trabajos en conferencias y han trabajado en artículos de revistas. Con la nueva financiación de la NASA, Momayez y Thanga pretenden añadir un módulo al programa centrado en la minería espacial. Los estudiantes aprenderán tanto los enjambres de robots autónomos como las técnicas de excavación, en el aula, en el laboratorio e incluso en la mina San Xavier, gestionada por los estudiantes de la universidad.
"Pueden probar sus robots en la mina, pueden excavar, pueden perforar, pueden volar", dijo Momayez. "Y con la creación de la nueva Escuela de Minas y Recursos Minerales, esperamos que más estudiantes de todo el mundo se dediquen a la minería".
Materiales proporcionados por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Arizona. Original escrito por Emily Dieckman.