Fundir polvo lunar con láser

La tecnología MOONRISE se utilizará en la Luna para fundir polvo lunar con láser. (Imagen: LZH)

En la TU Berlín se desarrolló un sistema modular que permite reproducir las diferentes composiciones del regolito en los posibles lugares de aterrizaje mediante rocas terrestres. (Imagen: Susanne Baumann)

En el brazo robot del rover lunar MRA3D, el láser MOONRISE ya ha fundido con éxito órbitas completas de regolito artificial. (Imagen: LZH)

Impresión 3D en la Luna: científicos del Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) y de la Universidad Técnica (TU) de Berlín planean un vuelo a la Luna para fundir polvo lunar con láser. En el proyecto MOONRISE, el equipo de investigación quiere investigar cómo podemos fabricar en el futuro puntos de aterrizaje, carreteras o edificios con polvo lunar usando láser. Para ello, los investigadores quieren llevar un sistema láser a la superficie lunar que funda el polvo de roca presente en todas partes allí. La inteligencia artificial debe apoyar el proceso láser. El objetivo es demostrar que la fusión por láser funciona en la Luna, y que en perspectiva puede usarse para fabricar infraestructura impresa en 3D para una base lunar.

Tanto desde el punto de vista científico como económico, nuestro satélite natural es un objetivo muy codiciado. No solo los multimillonarios quieren volar a la Luna con sus huéspedes bien pagados, sino que también la Agencia Espacial Europea (ESA) tiene planes para un "Moon Village" [1]. La cara oculta de la Luna, que siempre está en sombra, sería adecuada para potentes telescopios espaciales, además, la menor gravedad y la ausencia de atmósfera hacen de la Luna una estación intermedia ideal para la exploración de misiones hacia objetivos más lejanos en el espacio. Pero, ¿cómo deberían crearse rampas de lanzamiento, puntos de aterrizaje y edificios en la superficie lunar? "Con costos de hasta un millón de dólares por kilogramo, un transporte completo del material desde la Tierra a la Luna sería extremadamente costoso", explica Jörg Neumann, director del proyecto MOONRISE en el LZH.

Casas hechas de polvo lunar

El polvo de roca lunar, también llamado regolito, está abundantemente presente en la Luna y podría usarse como materia prima para la impresión 3D. El uso y procesamiento de materiales disponibles en el lugar también se conoce en la exploración espacial como Utilización de Recursos In-Situ (ISRU), y podría ser un factor decisivo para avanzar en la exploración de la Luna y del espacio en general.

La tecnología ya ha sido demostrada en la Tierra

Ya se han establecido las bases para el proyecto. En un proyecto anterior financiado por la Fundación Volkswagen, el equipo de investigación desarrolló un láser compacto y robusto, que fue probado con éxito en el laboratorio en el brazo robótico de un rover lunar. Además, los científicos lograron fundir regolito en el Einstein Elevator del "Hannover Institute of Technology" (HiTEC) de la Universidad Leibniz de Hannover, simulando la gravedad lunar. Ahora, el objetivo es preparar el láser para el vuelo a la Luna. Los científicos del LZH y de la TU Berlín quieren desarrollar un modelo de vuelo del láser que sea apto para su uso en el espacio.

Inteligencia artificial para su uso en la Luna

El láser recibe apoyo de inteligencia artificial (IA). Una cámara tomará fotos en la Luna, que luego serán analizadas por los investigadores en la Tierra con un sistema inteligente de procesamiento de imágenes. El sistema ayudará en el análisis del polvo lunar fundido con láser y permitirá a los científicos en la Tierra realizar un control de proceso y calidad basado en IA.

Paisaje lunar en la TU Berlín

El gran desafío: la IA debe ser entrenada previamente para su uso en la Luna. En la TU Berlín se creará un laboratorio donde se fotografiará el regolito bajo condiciones de iluminación similares a las lunares. Así, se creará un banco de imágenes con el que la IA podrá aprender. "Además, en los últimos años se ha desarrollado un conjunto de regolito que permite reproducir con precisión las propiedades de diferentes lugares de aterrizaje. Este se ajustará en el proyecto a la ubicación final en la Luna, de modo que el láser y la IA puedan orientarse hacia la misión real", explica Benedict Grefen, del grupo de trabajo "Exploración y Propulsión" en el departamento de Ingeniería Aeroespacial (RFT) de la TU Berlín. El "modelo de superficie analógica" creado de esta forma también apoyará las decisiones durante la misión.

Vuelo a la Luna en 2024

El proyecto MOONRISE-FM tiene una duración de tres años y cuenta con una financiación de 4,75 millones de euros del Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima. La agencia responsable del proyecto es el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). El lanzamiento de la misión está previsto para 2024.

Fuentes: [1] https://blogs.esa.int/janwoerner/2016/11/23/moon-village/