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„Roboterschwärme“ könnten Marsunterkünfte unter der Erde bauen

by drbyos
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Klingt nach Science-Fiction-Stoff. Im Vorschlag eines europäischen Teams für den Bau außerhalb der Welt würden Schwärme autonomer, kooperativer Roboter unterirdische ameisenähnliche Kolonien für die menschliche Besiedlung auf dem Mars graben und verstärken.

Die Europäische Weltraumorganisation hat kürzlich einem Team von Ingenieuren des Robotic Building Lab der Technischen Universität Delft in den Niederlanden einen Zuschuss gewährt, um zu untersuchen, wie Roboterschwärme solche Strukturen bauen können. Diesen Monat veröffentlichte die Gründerin und derzeitige Leiterin des Labors, Ingenieurin Henriette Bier, einige vorläufige Details des Konzepts ihres Teams, das Zebro-Roboter verwenden würde, um unterirdische Wohnnetzwerke auf dem roten Planeten auszugraben, die mit marsianischem 3D-gedrucktem Beton befestigt sind.

Das Projekt befindet sich noch in der Konzeptphase, aber die Technologien, die es ermöglichen, kommen auf der Erde auf den Markt, sagt Jekan Thanga, ein Robotikforscher, der nicht am Delfter Team beteiligt ist und sich an der University of Arizona auf Technologien außerhalb der Welt spezialisiert hat. Aber, sagt er, “es außerhalb der Welt zu tun, ist eine andere Herausforderung.”

Der Mars birgt eine Vielzahl von Gefahren für zukünftige menschliche Entdecker, die dort leben wollen. Von hoher ionisierender Strahlung bis hin zu drastischen Temperaturschwankungen von Tag zu Nacht brauchen Langzeitbewohner mehr als ein stabiles Zelt, um bequem zu leben. Mehrere Meter unter der Erde zu leben, würde den größten Teil der Strahlung blockieren und für eine stabilere Temperatur sorgen.

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Amazon bietet noch keinen kostenlosen Versand zum Mars an, daher ist es immer noch sehr teuer, Baumaterial dorthin zu bekommen. Aus diesem Grund suchen Forscher nach Möglichkeiten, Materialien aus der Region so weit wie möglich beim Bau von Lebensräumen auf dem Mars zu verwenden.

Die Zebro-Roboter – ebenfalls in Delft entwickelt, mit der Grundfläche von nur einem Blatt Papier – würden Tunnel ausheben, indem sie sich nach unten drehen und die Wände mit Beton befestigen. Aus dem sofort reichlich vorhandenen Beton könnte der Beton vor Ort hergestellt werden, indem Zement mit einem Teil des ausgehobenen Staubs und Gesteins kombiniert wird. Einige Roboter würden graben, während andere Wände mit autonom generierten 3D-gedruckten Strukturen verstärken.

Der vorgeschlagene unterirdische Marslebensraum (links) mit unkonventionellen Designformen (unten)
rechts), den Einsatz von Zebro-Rovers (Mitte rechts) und die Nutzung erneuerbarer Energien (oben rechts). Technische Universität Delft

Biers Team besteht aus ihren Studenten und anderen Fakultäten für Robotik in Delft. Sie sagt, dass sie und ihr Team mithilfe von 3D-Drucktechnologien „poröse Materialdesigns entwickelt haben“, die eine schnellere Konstruktion und einen effizienteren Materialeinsatz ermöglichen. Die leeren Taschen würden auch für eine bessere Isolierung sorgen. Neben der reinen Optimierung ermöglicht der 3D-Druck unkonventionelle, vielseitige Designformen durch künstliche Intelligenz.

Das Graben und Bauen auf unbekanntem Marsgelände wird „auf jeden Fall eine Herausforderung sein“, sagt Bier. Die Roboter müssen sich an ein raues und ungeordnetes Gelände anpassen – aber künstliche Intelligenz könnte dies ermöglichen, sagt sie. Roboterschwärme sind nützlich, weil sie miteinander kommunizieren, mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen und weiter funktionieren können, wenn ein Mitglied ausfällt.

Dies ist ähnlich der Art und Weise, wie Termiten zusammenarbeiten. „Sie arbeiten in Teams, aber wenn Sie eine Person töten, ist das Team kein Problem“, sagt Thanga.

Dieses Projekt ist nicht für die erste Welle von Siedlern auf dem Mars gedacht, die wahrscheinlich etwas Temporäreres und Modulareres brauchen werden. Da diese unterirdischen Kolonien Beton benötigen würden, würde die erste Aufgabe darin bestehen, die Infrastruktur zur Herstellung von Beton zu bauen – und vorzugsweise auch mehr Roboter.

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Die NASA und andere Gruppen haben sich verschiedene potenzielle Schutzräume auf dem Mars angesehen, sagt Thanga, einschließlich Ideen für Häuser aus Sandsäcken oder Eis. Aber tiefe unterirdische Strukturen bieten eine dauerhaftere Option und benötigen wenig Wasser – eine kostbare Ressource auf einem so trockenen Planeten.

Bier sagt, dass die Baubranche im Allgemeinen konservativ ist und daher nicht ernsthaft in neue Technologien wie Robotik oder 3D-gedruckte Häuser investiert hat, an denen einige Start-ups arbeiten. Sie verweist auf die Firma ICON, die in wenigen Tagen preiswerte Betonhäuser gebaut hat und sich 3D-Druckstrukturen auf dem Mond ansieht. Im Jahr 2019 veranstaltete die NASA auch eine 3D-gedruckte Habitat-Challenge, bei der Teams gegeneinander antraten, um nachhaltige Wohndesigns für das Leben außerhalb der Welt zu entwerfen.

Sie hofft, dass die Förderung dieser Technologien auf der Erde zu Fortschritten in der Technologie außerhalb der Welt führen wird und dass diese Technologie wiederum zu weiteren Fortschritten auf der Erde führen könnte.

Das Hinzufügen von Schwarmtechnologie könnte diese Fortschritte noch verstärken. Thanga sagt, dass der Mensch seit Tausenden von Jahren die Logik von Schwarmgesellschaften nutzt. Eine Gruppe römischer Soldaten konnte sich zu einer schildkrötenähnlichen Formation zusammenschließen, die von allen Seiten mit Schilden bedeckt war, um unorganisierte, aber ähnlich bewaffnete Feinde zu schlagen. „Auf diese Weise wurden sie unbesiegbar“, sagt Thanga. Vielleicht können Roboterschwärme auf dem Mars eines Tages ähnliche Leistungen vollbringen.

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