In questo decennio e nel prossimo, diverse agenzie spaziali invieranno missioni con equipaggio sulla Luna per la prima volta dalla Era Apollo. Queste missioni culmineranno nella creazione di infrastrutture lunari permanenti, inclusi abitati, utilizzando risorse locali – noto come utilizzo di risorse in situ (ISRU). Ciò includerà il regolite lunare, che i robot dotati di produzione additiva (stampa 3D) utilizzeranno per creare materiali da costruzione. Queste operazioni sfrutteranno i progressi nella teleoperazione, dove i controllori sulla Terra gestiranno a distanza i robot sulla superficie lunare.
Secondo nuove ricerche condotte da scienziati dell’Università di Bristol, la tecnologia è un passo più vicina alla realizzazione. Attraverso una simulazione virtuale, il team ha completato un compito di raccolta campioni e inviato comandi a un robot che ha imitato le azioni della simulazione nella realtà. Nel frattempo, il team ha monitorato la simulazione senza richiedere flussi video in diretta, soggetti a ritardi di comunicazione sulla Luna. Questo progetto dimostra efficacemente che il metodo del team è ben adatto per teleoperazioni sulla superficie lunare.
Come parte del Programma Artemis della NASA, il Moon Village dell’ESA e il Programma di Esplorazione Lunare Cinese (Chang’e), agenzie spaziali, istituti di ricerca e aziende commerciali stanno studiando come estrarre risorse preziose dal regolite lunare (noto anche come polvere lunare). Queste includono acqua e ossigeno, che possono essere utilizzati per soddisfare i bisogni base degli astronauti e creare propellente a idrogeno e ossigeno liquido. La manipolazione remota del regolite sarà essenziale per queste attività, poiché la polvere lunare è abrasiva, carica elettrostaticamente e difficile da maneggiare.
Il robot teleoperato utilizzato dal team di ricerca dell’Università di Bristol (1 di 2) Credito: Joe Louca
Il team era composto da ricercatori della Scuola di Ingegneria Matematica e Tecnologia dell’Università di Bristol, che ha svolto l’esperimento presso il Centro Europeo per le Applicazioni Spaziali e le Telecomunicazioni (ESA-ESCAT) ad Harwell, Regno Unito. Lo studio che descrive il loro esperimento è stato presentato alla Conferenza Internazionale sui Robot Intelligenti e sui Sistemi (IROS 2024) a Dubai ed è stato pubblicato nella rivista di ricerca gestita dall’Istituto degli Ingegneri Elettrici ed Elettronici (IEEE).
Come spiegato da un autore principale, un Dottore di Filosofia della Scuola di Ingegneria Matematica e Tecnologia di Bristol:
“Una possibilità potrebbe essere quella di permettere agli astronauti di utilizzare questa simulazione per prepararsi alle imminenti missioni di esplorazione lunare. Possiamo regolare la forza della gravità in questo modello e fornire feedback aptico, in modo da dare agli astronauti un’idea di come si presenterebbe e si comporterebbe la polvere lunare in condizioni lunari – che hanno un sesto dell’attrazione gravitazionale della Terra. Questa simulazione potrebbe anche aiutarci a operare i robot lunari a distanza dalla Terra, evitando il problema dei ritardi del segnale.”
Il modello virtuale che il team ha creato potrebbe anche ridurre i costi associati allo sviluppo di robot lunari per gli istituti e le aziende che ricercano la tecnologia. Tradizionalmente, gli esperimenti relativi alla costruzione lunare hanno richiesto la creazione di simulanti con le stesse proprietà del regolite e l’accesso a strutture avanzate. Invece, i sviluppatori possono utilizzare questa simulazione per effettuare test iniziali sui loro sistemi senza incorrere in questi costi elevati.
Il robot teleoperato utilizzato dal team di ricerca dell’Università di Bristol (2 di 2) Credito: Joe Louca
Guardando avanti, il team prevede di indagare i potenziali ostacoli non tecnici di questa tecnologia. Ciò include come le persone interagiscono con questo sistema, dove le comunicazioni subiscono un ritardo di andata e ritorno di 5-14 secondi. Questo è previsto per le missioni Artemis, a differenza del ritardo di 3 secondi sperimentato dalle missioni Apollo a causa dei ritardi aumentati nella Deep Space Network (DSN). Ha affermato Louca:
“Il modello ha previsto l’esito di un compito di raccolta per un simulante di regolite con sufficiente precisione da essere considerato efficace e affidabile 100% e 92,5% delle volte. Nel prossimo decennio, vedremo diverse missioni con e senza equipaggio sulla Luna, come il programma Artemis della NASA e il programma Chang’e della Cina. Questa simulazione potrebbe essere uno strumento prezioso per supportare la preparazione o l’operazione per queste missioni.”
Ulteriori informazioni: Università di Bristol