La NASA a de grands projets pour son programme Artemis :ramener les Américains sur la Lune pour la première fois depuis 1972 et établir une base lunaire pour les humains d'ici la fin de la décennie.
Une équipe d'ingénieurs de l'Université de l'Arizona utilise des réseaux de robots pour créer des structures inspirées des termites qui aideront les astronautes à survivre dans l'environnement hostile de la Lune.
Le professeur agrégé Jekan Thanga et ses étudiants du Département de génie aérospatial et mécanique de la Faculté d'ingénierie ont développé des prototypes de leurs structures de sacs de sable lunaires et le concept sous-jacent d'un réseau de robots capables de les construire. Les structures contiennent des capteurs qui facilitent la construction, puis alertent les astronautes des changements dans les conditions environnementales.
Tech Launch Arizona, la branche de commercialisation de l'université, a travaillé avec Thanga pour déposer des brevets sur les réseaux de traitement informatique distribués que l'équipe a développés pour relier ces structures et robots entre eux.
Sivaperuman Muniyasamy, doctorant en génie aérospatial, et Thanga ont présenté un article détaillant la technologie le 1er février lors de la conférence de guidage, de navigation et de contrôle de l'American Astronautical Society.
"En publiant l'article lors de la conférence, nous obtenons les commentaires d'autres experts, ce qui nous aide vraiment à avancer", a déclaré le premier auteur Muniyasamy.
Thanga estime que les astronautes atterriront pour la première fois sur la Lune dans le cadre d'Artemis en 2026 ou 2027. Dans un consortium appelé LUNAR-BRIC, son équipe s'associe au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Caltech et à MDA, une société de robotique spatiale, pour développer une technologie pour Artemis. alunissages.
"Ce n'est pas un hasard si cette équipe a un partenaire universitaire, un partenaire commercial et une agence gouvernementale", a déclaré Thanga. "Compte tenu des défis, une partie du chemin consiste pour nous à collaborer."
Les structures lunaires ne sont qu'un début pour l'équipe universitaire de Thanga et LUNAR-BRIC dans leur quête pour soutenir une économie spatiale. Quelques années après le premier atterrissage réussi, a-t-il déclaré, la NASA envisagera de construire des installations pour l'habitation et l'industrie à long terme, telles que l'exploitation minière respectueuse de l'environnement de la Lune et des astéroïdes.
Les habitants de la Lune auront besoin d'abris sûrs semi-permanents pendant qu'ils recherchent des emplacements optimaux pour ériger des bâtiments permanents, a déclaré Thanga, ajoutant qu'il est convaincu que les structures fondamentalement simples de sacs de sable seront utilisées.
Thanga a d'abord été intrigué par une vidéo YouTube montrant le travail de Nader Khalili. Dans les années 1980, le regretté architecte a présenté à la NASA l'idée de structures de sacs de sable pour l'habitation lunaire et spatiale. Khalili a ensuite développé la construction de sacs de sable SuperAdobe pour les maisons du monde entier.
Thanga a superposé aux idées de Khalili les concepts de gratte-ciel à insectes. Ces termitières cathédrales communes dans les déserts africains et australiens régulent l'environnement des nids souterrains.
"Dans le cas des termites, cela est très pertinent pour nos défis hors du monde. Les environnements désertiques extrêmes auxquels les termites sont confrontés sont analogues aux conditions lunaires", a déclaré Thanga. "Il est important de noter que toute cette approche ne repose pas sur l'eau. La majeure partie de la Lune est constituée d'un désert aride."
Thanga s'intéresse depuis longtemps à l'application de l'architecture des systèmes sociaux d'insectes (comme une colonie de termites construisant et entretenant un grand monticule complexe) aux réseaux de robots distribués, dans lesquels les machines travaillent ensemble en coopération sans intervention humaine.
"En savoir plus sur cela m'a aidé à m'orienter vers les systèmes distribués pour la construction", a-t-il déclaré.
L'équipe de Thanga a étudié si les sacs de sable remplis de régolithes, de terre et de fragments minéraux provenant de la surface de la lune pourraient remplacer les matériaux de construction traditionnels pour les logements lunaires, les entrepôts, les tours de contrôle, les garages de robots, les aires d'atterrissage, les vestes de protection pour les robots et les murs anti-souffle pour protéger les actifs pendant décollages et atterrissages turbulents.
Les abris à sacs de sable assemblés rapidement et facilement par robot réduisent les matériaux qui doivent être transportés vers la lune, assurent un bon contrôle climatique et protègent contre les tremblements de lune et autres dangers.
Les robots intègrent des capteurs et des composants électroniques dans les sacs de sable et les remplissent de régolithe lunaire avant d'assembler les structures en place. Certains capteurs fournissent des données de localisation pour aider les robots à placer les sacs de sable. D'autres fournissent des informations environnementales et des capacités de communication pour avertir d'un danger.
Sur la lune, les températures varient de -298° à 224° Fahrenheit; des micro-météores bombardent la surface à une vitesse moyenne de 60 000 mph; et le rayonnement solaire et la poussière lunaire menacent l'exploration.
Fourni par l'Université de l'Arizona
