Oro, platino, titanio: l’estrazione mineraria della Luna inizia a prendere forma, robot autonomi potrebbero prendere il posto dell’uomo

In corso un progetto finanziato dalla NASA che ha lo scopo di fare progredire i metodi di estrazione spaziale per mezzo di robot autonomi

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Con l’ipotesi sempre più concreta della costruzione di basi su corpi celesti come la Luna, l’idea dell’estrazione spaziale sta diventando sempre più popolare così come la possibilità di utilizzare le risorse esistenti sul satellite.

Un team dell’Università dell’Arizona, guidato da ricercatori del College of Engineering, ha ricevuto 500mila dollari in finanziamenti dalla NASA per un nuovo progetto che ha lo scopo di fare progredire i metodi di estrazione spaziale, avvalendosi di robot autonomi. In quanto istituzione ispanica, l’università ha ricevuto finanziamenti attraverso l’iniziativa Artemis Research Initiative della Minority University Research and Education Project della NASA.

È davvero emozionante essere in prima linea in un nuovo campo,” ha affermato Moe Momayez, capo ad interim del Department of Mining and Geological Engineering e del David & Edith Lowell Chair in Mining and Geological Engineering. “Ricordo di aver guardato programmi TV da bambino, come ‘Spazio: 1999’, che parla di basi sulla Luna. Siamo nel 2021 e stiamo parlando di colonizzare la Luna“.

Secondo l’ipotesi dell’impatto gigante, la Terra e la Luna provengono da un corpo genitore comune, quindi gli scienziati si aspettano che le loro composizioni chimiche siano relativamente simili. L’estrazione mineraria sulla superficie lunare potrebbe rivelare metalli terrestri rari necessari per tecnologie come smartphone e apparecchiature mediche, titanio per l’uso in leghe di titanio, metalli preziosi come oro e platino ed elio-3,un isotopo di elio stabile che potrebbe alimentare impianti di energia nucleare ma è estremamente raro sulla Terra.

Per estrarre minerali incastonati nella roccia sulla Terra, i minatori devono perforare la roccia, che è una delle specialità di Momayez. Ha sviluppato un processo elettrochimico che consente di perforare la roccia cinque volte più velocemente rispetto a qualsiasi altro metodo. L’estrazione lunare presenta però una nuova sfida.
Qui sulla Terra, abbiamo una quantità illimitata di energia da lanciare contro le rocce,” ha affermato Momayez. “Sulla Luna, devi essere molto più prudente. Ad esempio, per rompere le rocce, usiamo molta acqua, qualcosa che non avremo sulla Luna. Quindi, abbiamo bisogno di nuovi processi, nuove tecniche. Il modo più efficiente per rompere le rocce sulla Terra è attraverso l’esplosione, e nessuno ha mai fatto esplodere qualcosa sulla Luna“.

Trovare il modo migliore per estrarre materiali lunari da un laboratorio sulla Terra è un compito arduo per gli umani, ed è qui che entrano in gioco i robot autonomi.
Jekan Thanga, professore associato di ingegneria aerospaziale e meccanica, sta adattando una tecnica di architettura di apprendimento neuromorfico, che ha sviluppato nel suo laboratorio, chiamata Human and Explainable Autonomous Robotic System, o HEART. Il sistema non solo addestrerà i robot a lavorare insieme su attività minerarie, di scavo e persino di costruzione, ma consentirà anche ai robot di migliorare le loro capacità di collaborazione nel tempo.
Il team prevede di costruire e addestrare i robot qui sulla Terra, in modo che possano esercitarsi. In definitiva, i ricercatori immaginano numerosi robot completamente autonomi che non ha bisogno di ricevere istruzioni dalla Terra per estrarre materiali e costruire strutture semplici.

In un certo senso, siamo come gli agricoltori. Stiamo allevando talenti a partire da queste creature, o da un’intera famiglia di creature, per svolgere determinati compiti,” ha detto Thanga. “Attraverso questo processo, aiutiamo a perfezionare queste creature artificiali il cui compito è svolgere attività minerarie“.

Il team considera ancora gli umani una parte fondamentale dell’esplorazione dello Spazio, ma questi robot potrebbero consentire agli astronauti di concentrarsi su altri elementi importanti della missione. “L’idea è che i robot costruiscano, sistemino le cose e facciano tutte le cose sporche, noiose e pericolose, in modo che gli astronauti possano fare le cose più interessanti,” ha spiegato Thanga.

Momayez e Thanga non sono soli nella loro impresa. Uno dei motivi per cui hanno deciso di perseguire questa strada è che gli studenti universitari sono molto interessati.
Ogni volta che esco e parlo di esplorazione spaziale, ci sono davvero tanti studenti entusiasti dell’estrazione mineraria,” ha detto Thanga. “Vedere tutti questi studenti ispirati mettersi in gioco è stata una grande spinta“.

Il laboratorio ASTEROIDS di Thanga gestisce un programma di ricerca e istruzione universitario finanziato dalla NASA, in cui gli studenti trascorrono un anno alla guida dei propri progetti di ricerca. In passato, gli studenti del programma hanno presentato il loro lavoro a conferenze e hanno lavorato su articoli scientifici. Con il nuovo finanziamento della NASA, Momayez e Thanga intendono aggiungere un modulo al programma incentrato sull’estrazione spaziale. Gli studenti impareranno nozioni sia sui robot autonomi che sulle tecniche di scavo, in classe, in laboratorio e persino nella miniera di San Xavier dell’università, gestita dagli studenti.
Possono testare i loro robot in miniera, possono scavare, possono perforare, possono far esplodere,” ha concluso Momayez. “Con l’istituzione della nuova School of Mining and Mineral Resources, speriamo di coinvolgere più studenti da tutto il mondo nell’attività mineraria“.