Uno sciame di robot è riuscito a scavare una città sotterranea su Marte

Gli habitat sotterranei sono stati recentemente al centro degli sforzi di colonizzazione extraterrestre. La protezione da micrometeoriti, radiazioni e altri potenziali pericoli rende i siti sotterranei desiderabili rispetto alle abitazioni di superficie. La costruzione di tali strutture sotterranee presenta molte sfide, tra cui i modi per costruirle effettivamente. Un team di ricercatori della Delft University of Technology (TUD) sta lavorando a un piano per scoprire e utilizzare materiali per imprimere gli habitat. Tutto questo viene fatto in gruppi di robot rannicchiati.

Questa idea nasce da un’opportunità di finanziamento pubblicata dall’Agenzia spaziale europea. Gli studenti del Robot Building Lab (RB) della Delft University of Technology, guidati dalla dott.ssa Henriettevia, hanno partecipato con entusiasmo a una missione incentrata sull’utilizzo delle risorse in loco per la costruzione extraterrestre. Il team RB, insieme ad esperti in scienza dei materiali, robotica e ingegneria aerospaziale, ha presentato un’idea che ha ricevuto 100.000 euro per lo sviluppo iniziale del proof of concept.

L’approccio proposto si concentra sulla specializzazione del laboratorio, sulla costruzione di robot, sull’estrazione di regolite, sulla stampa di nuovi habitat utilizzando il processo di modellazione multistrato e su tutto il necessario per completare l’attività. Contiene quattro componenti principali che coordinano il lavoro tra i robot. Fornire loro energia e il loro habitat.

La prospezione strumentale per la regolite è stata precedentemente studiata, ma di solito viene eseguita in condizioni lunari. Diversi modelli di perforazione aiutano a costruire strutture diverse. Il modello su cui si è concentrato il team RB era una spirale discendente. Tali strutture possono creare una struttura stabile e sicura entro un’area superficiale relativamente piccola.

La modellazione delle sollecitazioni e delle deformazioni della struttura è una componente importante degli attuali progetti di ricerca. Il team ha sviluppato un prototipo della parte in scala 1 m x 1 m con uno schema in grado di creare efficacemente un’area sicura e stabile. Alcune aree sono progettate pensando all’alloggio, come un’area vegetale rimovibile che può ospitare piante idroponiche.

Tonnellate di regolite devono essere rimosse da un vero sito di scavo. Viene utilizzato come materiale per la stampa 3D di habitat stabili. Inizialmente, il team prevedeva di combinare la regolite con lo zolfo liquido per ottenere il cemento. Tuttavia, dopo aver coinvolto scienziati dei materiali e un partner industriale specializzato nella stampa robotica con cemento, hanno deciso di utilizzare alcune delle risorse idriche di Marte per utilizzare calcestruzzo a base di cemento. Tuttavia, la costruzione del cemento stesso richiede infrastrutture, quindi tali piani per l’uso della regolite devono attendere che l’infrastruttura sia effettivamente installata sul terreno.

Anche la strutturazione dell’habitat stesso è una considerazione importante quando si progettano forme per la stampa 3D. Il team si è concentrato su strutture relativamente porose, quindi nella costruzione sono stati utilizzati meno materiali. Tuttavia, la struttura è ancora molto forte e durevole, e fornisce anche un buon isolamento dalle radiazioni e dagli effetti dei micro-meteoriti che le colonie sotterranee stanno cercando di evitare.

Alcuni dei vantaggi di questo approccio sono dovuti alla collaborazione, uno dei maggiori motori di innovazione. Questo progetto è coordinato da RB Labs, ma include TUD e partner commerciali esterni. Questi collaboratori apportano competenze di ingegneria civile, aerospaziale e robotica e tecniche di modellazione multistrato per sviluppare metodi per costruire uno sciame di robot.

per maggiori informazioni:
Marte progetta un habitat sotterraneo per la produzione di robot. arxiv.org/abs/2105.02619 arXiv: 2105.02619v1 [astro-ph.IM]