月球上有大量的月巖粉或風化層,它們可以用作3D打印的原材料。通過就地資源利用(ISRU)和現場制造,能夠大幅節省地月之間的物資運輸成本,這種操作或將成為推進月球和太空探索的關鍵因素。而現在,激光技術成為了關鍵的突破口。
近期,來自德國漢諾威激光中心(LZH)和柏林工業大學航空航天研究所的科學家們表示,他們想要開發一種能夠在太空中使用的激光飛行模型,并且用激光輻射來融化月球灰塵。
在一個名為“月升”(Moonrise)的項目中,研究人員正在利用人工智能(AI)輔助的激光技術,融化月球灰塵并3D打印出著陸點、道路或建筑物的基建設施。“Moonrise”任務計劃于2024年正式實施運行,項目將持續3年,由德國聯邦經濟和氣候行動部出資475萬歐元支持。
“Moonrise”項目研發技術將在月球上使用激光融化月球塵埃。(圖片來源:LZH)
在大眾基金會(Volkswagen Foundation)資助的一個前身項目中,上述團隊已經成功開發出一種激光,并在實驗室中的月球車機械臂上進行了測試。此外,在位于萊布尼茨的漢諾威理工學院的愛因斯坦電梯中,科學家們還成功地在月球引力下熔煉了風化層。
眼下研究人員面臨的最關鍵任務,就是使激光適于月球在月球上使用。這也意味著,人工智能必須事先接受訓練,以保證能夠在月球上流暢使用。
為了訓練人工智能,科學家們將在柏林工業大學創建一個實驗室,在那里他們將模仿月球上的光照條件拍攝風化層,從而創建一個相應的映像池。地球上的研究人員將在智能圖像處理系統的幫助下分析這些照片。該系統將幫助分析激光融化的月球灰塵,并為地球上的科學家實現基于人工智能的過程和質量控制。
此外,過去幾年中這些科學家們開發了一種風化層建造工具,它可以精確地再現各種可能的著陸點的屬性,然后在項目中調整到月球的最終著陸點。柏林理工大學航空航天研究所(RFT)“探索與推進”小組的本尼迪克特·格雷芬(Benedict Grefen)解釋稱:“我們的風化層建造工具將適應月球的著陸點,這樣實驗室中的激光和人工智能就可以與真正的月球任務相匹配。”
近年來,科學家們探索了眾多建造“月球村”的設想與研究,不過要實現在月球上自主建造并不容易。據“Moonrise”項目經理Jorg Neumann透露,從地球到月球的全程運輸成本高達每公斤100萬美元。如果后續研究能夠成功消除這種運輸需求,顯然能夠大大減少地外探索的成本。