Enjambres robot podrían extraer minerales de la Luna

La extracción de minerales en el espacio está actualmente en desarrollo y los robots podrían ser un elemento esencial

La minería espacial es una posibilidad que cada vez está siendo más impulsadas por científicos e incluso empresas privadas que estarían dispuestas en invertir para obtener recursos minerales de objetos celestes y bajo esa lógica científicos buscan crear robots que realicen esa actividad.

Aunque evidentemente esto aún no inicia, un estudio realizado por Markets and Markets estima que el mercado de la minería espacial crecerá de 0,65 mil millones de dólares en 2018 a 2,84 mil millones de dólares en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesto del 23,6%.

De acuerdo con el reporte, el crecimiento de este mercado puede atribuirse a las misiones de minería espacial en curso e inminentes, al aumento de las inversiones de las partes interesadas privadas en las empresas que buscan minerales en asteroides y al aumento de las iniciativas gubernamentales para elaborar reglamentos con respecto a la minería de asteroides.

Países como Estados Unidos, Luxemburgo, los Emiratos Árabes Unidos y Rusia, y empresas privadas, ya trabajan en la posibilidad, pues los entusiastas de la extracción de minerales espaciales argumentan que sus operaciones pueden provocar un cambio en la economía global tan profundo como el de la Revolución Industrial.

Según la hipótesis del impacto gigante, la Tierra y la Luna proceden de un cuerpo madre común, por lo que los científicos esperan que sus composiciones químicas sean relativamente similares y se puedan hallar en el satélite natural de nuestro planeta minerales muy útiles pero difíciles de encontrar en la Tierra.

Jekan Thanga, profesor asociado de ingeniería aeroespacial y mecánica, está adaptando una técnica de arquitectura de aprendizaje neuromórfica, que ha desarrollado en su laboratorio, denominada Sistema Robótico Autónomo Explicable que entrenará a los robots para que trabajen juntos en tareas de extracción de minerales, excavación e incluso construcción en el espacio.

"La idea es que los robots construyan, instalen cosas y hagan todas las cosas sucias, aburridas y peligrosas, para que los astronautas puedan hacer las cosas más interesantes", dijo Thanga.

Sobre el proceso de extracción, “en la Luna, hay que ser mucho más conservador. Por ejemplo, para romper las rocas, utilizamos mucha agua, y eso es algo que no tendremos en la Luna. Así que necesitamos nuevos procesos, nuevas técnicas”, explicó Moe Momayez, profesor de Ingeniería minera y geológica en la Universidad de Arizona.

Metro platicó con Jekan Thanga para saber más sobre este proyecto de estracción de minerales espaciales.

"Recuerdo ver programas de televisión cuando era niño, como 'Espacio: 1999', que trata de bases en la luna. Aquí estamos en 2021, y estamos hablando de colonizar la Luna".
Moe Momayez
profesor de Ingeniería minera y geológica en la Universidad de Arizona

Minerales que podrían extraerse de la Luna

-Litio, usado para tecnologías como las de los teléfonos inteligentes.

-Titanio para su uso en aleaciones.

-Metales preciosos como el oro.

-El platino, que es considerado el metal más caro del mundo.

-Helio-3, un material que podría emplearse como combustible para producir energía por fusión nuclear.

-Hierro, que tiene su gran aplicación para formar los productos siderúrgicos.

-Niquel, usado en la fabricación de acero inoxidable, así como en baterías recargables.

ENTREVISTA

Jekan Thanga
profesor asociado de ingeniería aeroespacial y mecánica de la Universidad de Arizona

P: ¿Cómo surgió la idea de utilizar robots para extraer recursos de la Luna?

–Me interesa desarrollar robots inteligentes que amplíen el alcance humano a estos entornos extraterrestres extremos, en lugar de desarrollar robots inteligentes que sustituyan las capacidades humanas. Este ha sido un objetivo importante para mí desde mis tiempos de estudiante de posgrado. Más tarde me enteré de que hay muchas tareas en la exploración y habitabilidad del espacio que se ven obstaculizadas por el alto coste y la complejidad de que los humanos las realicen. Estoy aprendiendo que los robots pueden hacer un trabajo satisfactorio y que eso puede suponer un gran ahorro en términos de coste, complejidad y evitar riesgos para los astronautas… También tenemos una enorme responsabilidad medioambiental, para garantizar que la prospección de recursos y la minería en la Luna minimicen nuestra huella global a largo plazo y evitemos convertir la Luna en una "mancha antiestética" en el cielo nocturno.

P: ¿Qué tipo de robots podrían utilizarse para esa tarea y cómo se podrían traer los recursos de la Luna?

–Estamos imaginando robots terrestres con ruedas que se parecen mucho a los vehículos de construcción. Los llamamos robots de infraestructura. Habría equipos de ellos operando para realizar una tarea. Los recursos están destinados a desarrollar bases e infraestructuras en la Luna y el espacio Cislunar. No tendremos que transportar los recursos a la Tierra debido a los problemas de reentrada. En esencia, los recursos desarrollarán una nueva economía espacial fuera de la Tierra en lo que llamamos espacio cis-lunar ampliado, que se extiende desde la órbita de la Tierra hasta la Luna y sus alrededores hacia el sistema marciano. Esto es cada vez más necesario, ya que traer recursos desde la Tierra es extremadamente caro. Para escapar de la gravedad terrestre, el cohete debe alcanzar 11,1 km/s.

P: ¿Cómo podrían funcionar los enjambres de robots autónomos en la Luna?

–El enfoque de los enjambres de robots utiliza la tecnología robótica autónoma explicable por el ser humano (HEART), que consiste en un nuevo tipo de tecnología de control de redes neuronales llamada tejidos neuronales artificiales… Pueden enseñarse a sí mismos y ser creativos, aprender conceptos avanzados desde cero. Nuestro controlador muestra comportamientos comparables a los de un ratón o un cuervo que puede explotar la física para realizar tareas. Así que nuestro enfoque HEART puede aprender y resolver algunas tareas intrigantes, a veces puede superar a los humanos. Sin embargo, el gran reto es entender cómo funcionan estos sistemas sin necesidad de un doctorado en neurociencias. Dentro de HEART hemos construido un marco que utiliza máquinas de estado finito que representan el tejido neural y que sirven de guía al operador humano sobre cómo este tejido neural resolvió una tarea y qué planea hacer a continuación.  En esencia, la herramienta ayudará incluso al operador humano a aprender de ANT –es como un perro superinteligente, generando confianza y seguridad. La analogía sería similar a la de un perro entrenado– y su adiestrador. Con HEART intentamos alcanzar objetivos similares, ANT puede realizar tareas de organización (organizar un equipo de robots para que trabajen de forma eficaz) que el humano no puede hacer tan bien… Utilizando este enfoque, podemos ampliar la capacidad de un operador humano para operar un equipo autónomo de robots sofisticados que podrían realizar las cosas aburridas, sucias y peligrosas a millones de kilómetros de distancia. En el caso concreto de esta misión, nos gustaría que estos equipos de robots hicieran el trabajo duro de preparar y montar una base lunar antes de que los astronautas se instalen en ella.

P: ¿Cómo podrían estos robots ayudar a los astronautas en otras tareas?

–Estos robots que estamos imaginando podrían utilizarse para realizar una gran variedad de tareas de construcción, preparación del terreno y limpieza, incluidas las tareas de minería a cielo abierto. La inteligencia y el marco que estamos desarrollando podrían dirigir un equipo de robots trabajadores/servicios que mantuvieran una base lunar en nombre de los residentes humanos. El hecho es que la Luna está tan desprovista de recursos esenciales, como el agua, que no puede abastecer a un gran número de humanos.  En lugar de ello, se planificaría el uso de robots para obtener un efecto multiplicador.  Además, se podría aumentar el número de robots para llevar a cabo tareas de alta eficiencia, incluyendo la agricultura y la producción de alimentos utilizando invernaderos artificiales y granjas verticales en la Luna para abastecer a una civilización espacial en crecimiento en el Espacio Cis-Lunar ampliado (el espacio que rodea a la Tierra, la Luna y que se extiende hacia Marte). Estos sistemas serían muy eficientes en cuanto a recursos para ser prácticos en la Luna, pero podrían volver a ser transformadores en la Tierra, permitiéndonos reducir nuestra huella de recursos y energía y produciendo