Стаи роботов могут в один прекрасный день построить подземные убежища для людей на Марсе

Европейская команда робототехников выиграла грант на изучение того, как роботы могут 3D-печатать подземные убежища на Марсе.

Отредактировано 2023-25-06
Два робота ZebroРаботая как рой, эти роботы размером с бумагу формата А4 смогут в один прекрасный день построить подземные поселения на Марсе.

Это похоже на научную фантастику. В предложении одной европейской команды по строительству внеземных колоний, рои автономных, кооперативных роботов будут копать и укреплять подземные муравьиные колонии для обитания людей на Марсе.

Европейское космическое агентство недавно выделило грант группе инженеров из лаборатории Robotic Building при Делфтском технологическом университете в Нидерландах для изучения того, как рои роботов могут строить такие структуры. В этом месяце основатель и нынешний руководитель лаборатории, инженер Генриетта Бир, опубликовала некоторые предварительные детали концепции своей команды, которая предполагает использование роботов Zebro для рытья подземных жилых сетей на красной планете, укрепленных марсианским 3D-печатным бетоном.

По словам Джекана Танга, исследователя робототехники, не участвующего в работе команды Делфта и специализирующегося на внеземных технологиях в Университете Аризоны, проект находится на стадии разработки концепции, но технологии, позволяющие сделать его возможным, уже появляются на Земле. Но, по его словам, "сделать это за пределами Земли - еще та задача".

Марс таит в себе множество опасностей для будущих исследователей, желающих поселиться на нем. От высокого уровня ионизирующего излучения до резких перепадов температуры от дня к ночи, долговременным жителям потребуется нечто большее, чем прочная палатка для комфортного проживания. Жизнь на глубине нескольких метров под землей позволит блокировать большую часть радиации и обеспечит более стабильную температуру.

Amazon пока не предлагает бесплатную доставку на Марс, поэтому доставка строительных материалов на Марс все еще остается весьма дорогостоящей. Поэтому исследователи ищут способы максимально использовать материалы местного производства при строительстве марсианской среды обитания.

Роботы Zebro, также разработанные в Делфте и занимающие площадь всего в лист бумаги, будут прокладывать тоннели по спирали вниз и укреплять стены по мере продвижения бетоном. Бетон можно делать на месте, используя то, что есть в изобилии, смешивая цемент с частью вынутой пыли и породы. Одни роботы будут копать, а другие укреплять стены с помощью автономно созданных 3D-печатных конструкций.

Предполагаемая подземная среда обитания на Марсе.Предлагаемая подземная марсианская среда обитания (слева) реализована с использованием нетрадиционных форм дизайна (внизу справа), с использованием марсоходов Zebro (в середине справа) и на основе возобновляемых источников энергии (вверху справа). Делфтский технологический университет

Команда Биер состоит из ее студентов и других преподавателей кафедры робототехники в Делфте. По ее словам, используя технологии 3D-печати, она и ее команда "разрабатывают пористые материалы", что позволяет ускорить строительство и более эффективно использовать материалы. Пустые карманы также способствуют лучшей изоляции. Помимо чистой оптимизации, 3D-печать позволяет создавать нетрадиционные, универсальные формы конструкций, придуманные искусственным интеллектом.

Рытье и строительство на незнакомой марсианской местности "определенно будет сложной задачей", - говорит Бир. Роботам придется адаптироваться к суровой и неупорядоченной местности, но искусственный интеллект может сделать это возможным, говорит она. Рои роботов полезны, поскольку они могут общаться друг с другом, выполнять несколько задач одновременно и продолжать функционировать, если один из членов роя становится неработоспособным.

Это похоже на то, как термиты работают вместе. "Они работают в командах, но если убить одну особь... команда продолжает работать без проблем", - говорит Танга.

Этот проект не предназначен для первой волны марсианских поселенцев, которым, скорее всего, понадобится что-то более временное и модульное. Поскольку для этих подземных колоний потребуется бетон, в первую очередь необходимо создать инфраструктуру для производства бетона - и, желательно, побольше роботов.

По словам Танги, НАСА и другие группы рассматривали различные варианты потенциальных убежищ на Марсе, включая идеи домов из мешков с песком или льда. Но глубокие подземные сооружения обеспечивают более постоянный вариант и требуют мало воды - ценного ресурса на такой сухой планете.

Бир говорит, что строительная отрасль в целом консервативна, поэтому она не вкладывает серьезные средства в новые технологии, такие как робототехника или 3D-печатные дома, над которыми работают несколько стартапов. Она указывает на компанию ICON, которая построила недорогие бетонные дома всего за несколько дней и рассматривает возможность 3D-печати конструкций на Луне. В 2019 году НАСА также провело конкурс 3D-печатной среды обитания, в котором команды соревновались в разработке устойчивых проектов жилья для жизни за пределами Земли.

Она надеется, что развитие этих технологий на Земле приведет к развитию внеземных технологий, а внеземные технологии, в свою очередь, приведут к дальнейшему развитию на Земле.

Добавление роевой технологии может еще больше усилить эти достижения. Танга говорит, что люди используют логику роевых обществ уже тысячи лет. Группа римских солдат могла объединиться в черепахоподобный строй, прикрываясь со всех сторон щитами, чтобы победить неорганизованных, но одинаково вооруженных врагов. "Таким образом они становились непобедимыми", - говорит Танга. Возможно, стаи роботов на Марсе однажды смогут совершать подобные подвиги".