Topić Mieczem rozpuścić księżycowy pył

Technologia MOONRISE ma być używana na Księżycu i tam topić księżycowy pył laserem. (Obraz: LZH)

Na TU Berlin opracowano system modułowy, który pozwala na odtworzenie różnych składów regolitu w możliwych miejscach lądowania za pomocą skał ziemskich. (Zdjęcie: Susanne Baumann)

Na ramieniu robota łazika MRA3D laser MOONRISE już pomyślnie stopił całe trajektorie z sztucznego regolitu. (Zdjęcie: LZH)

Druk 3D na Księżycu: naukowcy z LaserZentrum Hannover e.V. (LZH) oraz z Technische Universität (TU) Berlin planują lot na Księżyc, aby tam za pomocą promieniowania laserowego stopić księżycowy pył. W projekcie MOONRISE zespół badawczy chce zbadać, jak w przyszłości można tworzyć lądowiska, drogi czy budynki z księżycowego pyłu przy użyciu lasera. W tym celu naukowcy planują umieścić na powierzchni Księżyca system laserowy, który stopi wszędzie dostępny tam pył skalny. Sztuczna inteligencja ma wspierać proces laserowego topienia. Celem jest wykazanie, że laserowe topienie na Księżycu jest możliwe – i perspektywicznie może służyć do produkcji 3D-drukowanej infrastruktury dla bazy księżycowej.

Zarówno z naukowego, jak i gospodarczego punktu widzenia, nasz naturalny satelita jest atrakcyjnym celem. Chcą nie tylko miliarderzy przewozić swoich zamożnych gości wokół Księżyca, ale także europejska agencja kosmiczna ESA ma plany na „Moon Village” [1]. Ponieważ zawsze ciemna strona Księżyca nadaje się do zamontowania potężnych teleskopów kosmicznych, a także mniejsza grawitacja i brak atmosfery czynią Księżyc idealnym punktem pośrednim do budowy misji w kierunku odleglejszych celów w przestrzeni kosmicznej. Ale jak mają powstać na powierzchni Księżyca wyrzutnie, lądowiska i budynki? „Koszty wynoszące nawet do miliona dolarów za kilogram sprawiają, że pełny transport materiałów z Ziemi na Księżyc byłby niezwykle kosztowny,” wyjaśnia Jörg Neumann, kierownik projektu MOONRISE w LZH.

Domy z księżycowego pyłu

Zmielony księżycowy kamień, zwany również regolitem, jest na Księżycu dostępny w dużych ilościach i mógłby służyć jako surowiec do druku 3D. Wykorzystanie i przetwarzanie materiałów dostępnych na miejscu jest w kosmonautyce określane jako In-Situ Resource Utilization (ISRU) – i może być kluczowym czynnikiem w rozwoju eksploracji Księżyca i przestrzeni kosmicznej.

Technologia już zademonstrowana na Ziemi

Podstawy do realizacji tego przedsięwzięcia już zostały położone. W ramach poprzedniego projektu wspieranego przez VolkswagenStiftung, zespół naukowców opracował kompaktowy, wytrzymały laser, który pomyślnie przetestowano w laboratorium na ramieniu robota-łazika księżycowego. Ponadto naukowcy zdołali stopić regolitem w Einstein-Elevator w „Hannover Institute of Technology” (HiTEC) na Leibniz Universität Hannover, pod warunkami grawitacji księżycowej. Teraz chodzi o to, aby przygotować laser do lotu na Księżyc. Naukowcy z LZH i TU Berlin planują opracować model lotu lasera, który będzie przystosowany do użycia w przestrzeni kosmicznej.

Sztuczna inteligencja na Księżycu

Laser będzie wspierany przez sztuczną inteligencję (SI). Kamera na Księżycu będzie robić zdjęcia, które następnie naukowcy na Ziemi będą analizować za pomocą inteligentnego systemu przetwarzania obrazów. System ten ma pomagać w analizie stopionego laserowo księżycowego pyłu i umożliwić naukowcom na Ziemi kontrolę procesu i jakości za pomocą SI.

Księżycowy krajobraz na TU Berlin

Największym wyzwaniem jest to, że SI musi być już wcześniej wytrenowana do zastosowania na Księżycu. Na TU Berlin powstanie laboratorium, w którym będzie się fotografować regolity w warunkach oświetleniowych przypominających te na Księżycu. W ten sposób zostanie utworzona baza obrazów, na podstawie których SI będzie się uczyć. „Ponadto w ostatnich latach opracowano zestaw do symulacji regolitu, który pozwala na dokładne odtworzenie właściwości różnych potencjalnych miejsc lądowania. Zostanie on dostosowany do końcowego miejsca lądowania na Księżycu, tak aby laser i SI mogły być przygotowane do rzeczywistej misji,” wyjaśnia Benedict Grefen z grupy roboczej „Eksploracja i napędy” w dziedzinie techniki kosmicznej (RFT) na TU Berlin. W ten sposób powstały „model powierzchni analogowej”, który będzie wspierał decyzje również podczas samej misji.

Lot na Księżyc w 2024 roku

Projekt MOONRISE-FM ma trwać trzy lata i jest finansowany przez Federalne Ministerstwo Gospodarki i Klimatu kwotą 4,75 miliona euro. Organem prowadzącym projekt jest Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Start misji planowany jest na rok 2024.

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