Роботы для Луны: Новые технологии в лунной добыче

Продолжаются работы над проектами роботов, которые помогут первым человеческим исследователям на Луне за последние полвека. Одним из самых важных аспектов этой будущей экспедиции будет использование ресурсов, доступных на поверхности Луны, известное как использование ресурсов на месте (ISRU). Это даст исследователям доступ к таким материалам, как вода, конструкционные металлы и топлива, но только в том случае, если они смогут извлечь их из породы и реголита, составляющих лунную поверхность.

Недавняя работа исследователей, в основном связанных с Тохокским университетом, описывает проект и тестирование типа роботизированного экскаватора, который в будущем может оказать помощь лунным исследователям в раскрытии потенциала Луны. Исследование опубликовано на препринт-сервере arXiv.

Проблема с использованием традиционного горного оборудования на Луне заключается в низкой гравитации. Оборудование, такое как бульдозеры и экскаваторы, использует свой вес для того, чтобы оказывать давление на материал, который они выкапывают. Эта техника не работает на Луне, где низкая гравитация заставляет даже \"тяжёлое\" оборудование просто толкать себя вместо того, чтобы извлекать ресурсы.

Инженеры как Тохокского университета, так и NASA обратили внимание на конструкцию \"ведра-экскаватора\". В этом случае конструкция ведра имеет два основных преимущества. Во-первых, она может извлекать только небольшое количество материала за один проход, что требует значительно меньше силы, чем один большой захват. Проходы могут происходить быстро и непрерывно, позволяя эффективно выкапывать большие объемы за относительно короткое время. Во-вторых, она способна выполнять три ключевых процесса — экскавацию, загрузку материала и транспортировку — без необходимости в конвейерной ленте, которые подвержены поломкам в абразивной лунной пыли.

Далее, команда проводила тесты, моделировав сценарий реальной миссии, где робот выкапывал материал до полного заполнения, затем двигался на 10 метров к \"свалке\" для сброса собранного, далее возвращался к рабочему месту и снова начинал работать. В этом сценарии эффективность уменьшалась до 172 кг/ч с потреблением энергии 0,86 Вт/ч, что значительно хуже для специализированного экскаватора, но сопоставимо с другими системами, такими как RASSOR.

Есть еще пространство для улучшений, как в дизайне миссии, так и в конструкции самого робота. Поскольку Moonbot является модульной платформой, миссионные дизайнеры могли бы предоставить отдельный специализированный ровёр / транспортное средство, которое могло бы перемещать материал к свалке, позволяя экскаваторной руке сосредоточиться на том, что у нее лучше всего получается — выкапывании материала.

В будущем, по мере разработки этой технологии, мы сможем увидеть, как вращающиеся ведра начнут работать с луной, которая на протяжении миллиардов лет оставалась нетронутой.