Com os cientistas começando a considerar mais seriamente a construção de bases em corpos celestes como a lua, a ideia da mineração espacial está crescendo em popularidade.
Afinal, se alguém de Los Angeles estivesse se mudando para Nova York para construir uma casa, seria muito mais fácil comprar os materiais de construção em Nova York do que comprá-los em Los Angeles e carregá-los por 2.800 quilômetros. Considerando que a distância entre a Terra e a lua é cerca de 85 vezes maior, e que chegar lá exige desafiar a gravidade, usar os recursos existentes da lua é uma ideia atraente.
Uma equipe da Universidade do Arizona, liderada por pesquisadores da Faculdade de Engenharia, recebeu US $ 500.000 em financiamento da NASA para um novo projeto para desenvolver métodos de mineração espacial que usam enxames de robôs autônomos. Como uma instituição que atende aos hispânicos, a universidade era elegível para receber financiamento por meio do Projeto de Pesquisa e Educação da Minority University da NASA Space Technology Artemis Research Initiative.
“É realmente emocionante estar na vanguarda de um novo campo”, disse Moe Momayez, chefe interino do Departamento de Mineração e Engenharia Geológica e David & Edith Lowell Chair em Mineração e Engenharia Geológica. “Lembro-me de assistir programas de TV quando era criança, como ‘Espaço: 1999’, que é sobre bases na lua. Aqui estamos nós em 2021, e estamos falando sobre colonizar a lua.”
Decolar!
De acordo com a hipótese do impacto gigante, a Terra e a lua vieram de um corpo pai comum, então os cientistas esperam que suas composições químicas sejam relativamente semelhantes. A mineração na superfície da lua pode revelar metais de terras raras necessários para tecnologias como smartphones e equipamentos médicos, titânio para uso em ligas de titânio, metais preciosos como ouro e platina e hélio-3 – um isótopo de hélio estável que pode alimentar a energia nuclear plantas, mas é extremamente raro na Terra.
Para extrair minério incrustado em rocha na Terra, os mineiros precisam perfurar a rocha, que é uma das especialidades de Momayez. Ele desenvolveu um processo eletroquímico para perfurar rochas cinco vezes mais rápido do que qualquer outro método. Mas a mineração lunar apresenta um novo desafio.
“Aqui na Terra, temos uma quantidade ilimitada de energia para lançar nas rochas que se quebram”, disse ele. “Na lua, você tem que ser muito mais conservador. Por exemplo, para quebrar rochas, usamos muita água, e isso é algo que não teremos na lua. Então, precisamos de novos processos, novas técnicas. A maneira mais eficiente de quebrar rochas na Terra é por meio de explosões, e ninguém jamais disparou uma explosão na lua. ”
Enxames de robôs, movidos por HEART
Encontrar a melhor maneira de extrair materiais lunares de um espaço de laboratório na Terra é uma tarefa difícil para os humanos. É aí que entram os enxames de robôs autônomos.
Jekan Thanga, um professor associado de engenharia aeroespacial e mecânica, está adaptando uma técnica de arquitetura de aprendizagem neuromórfica, que ele desenvolveu em seu laboratório, chamada de Sistema Robótico Autônomo Humano e Explicável, ou CORAÇÃO. O sistema não apenas treinará robôs para trabalharem juntos em tarefas de mineração, escavação e até mesmo de construção, mas também permitirá que os robôs aprimorem suas habilidades de colaboração ao longo do tempo.
A equipe planeja construir e treinar os robôs aqui na Terra, para que eles possam praticar. Em última análise, os pesquisadores imaginam um enxame totalmente autônomo de robôs que não precisa receber instruções da Terra para extrair materiais e construir estruturas simples.
“Em certo sentido, somos como fazendeiros. Estamos cultivando o talento dessas criaturas, ou uma família inteira de criaturas, para realizar certas tarefas”, disse Thanga. “Ao passar por esse processo, ajudamos a aperfeiçoar essas criaturas artificiais cujo trabalho é fazer as tarefas de mineração.”
A equipe ainda considera os humanos uma parte crítica da exploração espacial, mas esses enxames de robôs podem liberar os astronautas para se concentrarem em outros elementos de missão crítica.
“A ideia é fazer com que os robôs construam, configurem as coisas e façam todas as coisas sujas, chatas e perigosas, para que os astronautas possam fazer as coisas mais interessantes”, disse Thanga.
Os alunos desempenham um papel fundamental
Momayez e Thanga não estão sozinhos em seu entusiasmo. Um dos motivos pelos quais eles decidiram seguir esse empreendimento é que os alunos de graduação estão muito interessados nele.
“Cada vez que saio e falo sobre exploração espacial, há realmente uma tempestade de estudantes que estão entusiasmados com a mineração”, disse Thanga. “Ver todos esses alunos inspirados a se envolver foi uma grande motivação.”
O Laboratório ASTEROIDS de Thanga administra um Programa de Pesquisa e Educação de Graduação financiado pela NASA, no qual os alunos passam um ano liderando seus próprios projetos de pesquisa. No passado, os alunos do programa apresentavam seus trabalhos em conferências e trabalhavam em artigos de periódicos. Com o novo financiamento da NASA, Momayez e Thanga pretendem adicionar um módulo ao programa focado na mineração espacial. Os alunos aprenderão sobre enxames de robôs autônomos e técnicas de escavação – na sala de aula, no laboratório e até mesmo na mina San Xavier administrada por alunos da universidade.
“Eles podem testar seus robôs na mina, eles podem escavar, eles podem perfurar, eles podem explodir”, disse Momayez. “E com o estabelecimento da nova Escola de Mineração e Recursos Minerais, esperamos que mais alunos de todo o mundo se envolvam na mineração.”
Publicado em 11/09/2021 21h37
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