工程师受白蚁丘启发设计月球栖息地

导读 通过阿耳忒弥斯计划,美国宇航局打算自阿波罗时代以来首次将宇航员送回月球。但这一次,他们打算在本十年末留下来并建立月球基地和其他基础
2024-02-18 16:04:45

通过阿耳忒弥斯计划,美国宇航局打算自阿波罗时代以来首次将宇航员送回月球。但这一次,他们打算在本十年末留下来并建立月球基地和其他基础设施,以实现“持续的月球探索和开发计划”。为了实现这一目标,美国宇航局正在寻求其他航天机构、商业合作伙伴和学术机构的帮助,以创建必要的任务要素——这些要素包括从发射系统、航天器、载人着陆系统到有效载荷的运送。

在 NASA 的资助下,亚利桑那大学工程学院(UA-CE)的工程师团队正在开发自主机器人网络,为 NASA 宇航员在月球上建造沙袋避难所。这些设计的灵感来自原产于非洲和澳大利亚北部沙漠地区的大教堂白蚁丘。他们的工作是在美国宇航学会制导、导航和控制(AAS GNC) 会议上发表的一篇论文的主题,该会议于 2 月 1 日至 7 日在科罗拉多州利特尔顿和布雷金里奇举行。

该团队由UA-CE航空航天与机械工程系副教授Jekan Thanga领导,他也是空间和陆地机器人探索(SpaceTREx)实验室以及NASA支持的小行星科学、技术和探索研究组织的负责人由包容性教育系统(ASTEROIDS)实验室提供。他和他的团队正在与 NASA喷气推进实验室和加拿大太空机器人公司MDA合作创建 LUNAR-BRIC 联盟,该联盟正在为阿耳忒弥斯计划开发技术。

根据阿耳忒弥斯计划,美国宇航局将通过目前计划于 2026/27 年执行的阿耳忒弥斯 III任务将宇航员送至月球南极附近。到本世纪末,他们计划建造长期停留的基础设施,例如月球门户和阿耳忒弥斯大本营。后者由基础月球栖息地(FLH)、月球地形车(LTV)和栖息地移动平台(HMB)组成。然而,当它们寻找最佳位置来建立永久栖息地时,它们还需要半永久性的安全庇护所。

与 NASA 对未来太空探索的愿景一致,该计划的一个关键要素是利用当地资源来生产建筑材料和资源,这一过程称为原位资源利用(ISRU)。对于他们的概念,坦加和他的团队研究了是否可以使用填充月球风化层的沙袋代替传统建筑材料来建造月球基础设施。这包括住房、仓库、控制塔、机器人设施、着陆场和防爆墙,以在航天器起飞和着陆时保护月球建筑。

Thanga 最初的灵感来自 YouTube 视频,该视频展示了伊朗出生的美国建筑师 Nader Khalili 的作品,Nader Khalili 以设计采用非传统建筑材料的结构而闻名。这包括他开发的 SuperAdobe 沙袋结构,为发展中国家和紧急情况创建结构。20 世纪 80 年代,这位已故建筑师提议在月球和其他外星地点建造沙袋结构。Thanga 将昆虫“摩天大楼”的概念融入到 Khalili 的想法中,特别是高耸的大教堂白蚁丘。

这些土丘在非洲和澳大利亚沙漠中很常见,对于调节地下巢穴环境很重要。正如 Thanga 在UA 工程学院新闻稿中所述:

“就白蚁而言,它与我们面临的地外挑战非常相关。白蚁面临的极端沙漠环境类似于月球条件。重要的是,整个方法不依赖于水。月球的大部分地区都是极其干燥的沙漠。了解这一点有助于引导我走向分布式系统的构建。

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