¿Necesita ayuda para construir una base lunar? Investigadores de USC Viterbi se asocian con la NASA

Construcción de bajo costo y bajo impacto en la luna: la nueva tecnología CrafTram podría ayudar a la próxima generación de exploradores lunares

FOTOGRAFÍA/ELABORACIÓN DE CONTORNOS.

"Ese es un pequeño paso para el hombre, un gran salto para la humanidad", dijo Neil Armstrong, MS '70, después de aterrizar en la luna.

El Apolo 11 fue un gran hito en la búsqueda de la humanidad para viajar y explorar el espacio. Ahora, con el programa Artemis de la NASA, miramos hacia el próximo hito: el aterrizaje de la primera mujer y la primera persona de color en la luna.

Para respaldar esto, Artemis tiene como objetivo establecer la primera presencia a largo plazo en la luna, lo que requerirá la construcción de un campamento base en la superficie de la luna. Para esta misión, los científicos esperan que los cohetes sean más poderosos que el Apolo, lo que significa que el aterrizaje y el despegue en la luna esparcirán rocas y tierra en diferentes direcciones. Por lo tanto, el área de aterrizaje debería incluir una plataforma de aterrizaje y una cresta elevada, o berma, que pueda proteger la superficie lunar, los astronautas y el equipo de los proyectiles que producen el aterrizaje y el despegue. Pero la construcción en terrenos irregulares y accidentados es difícil, incluso en la Tierra. Las herramientas tradicionales, como los camiones pesados ​​que transportan materiales de un lado a otro, podrían dañar la superficie lunar y también resultar ineficientes para navegar por terrenos rocosos, arenosos, angostos y vulnerables.

Con este fin, la NASA otorgó una subvención a Contour Crafting, fundada por Behrokh Khoshnevis, profesor de ingeniería civil y ambiental en la Escuela de Ingeniería USC Viterbi. Se otorgaron fondos adicionales al profesor de USC Viterbi Lucio Soibelman, socio del proyecto, para permitir el desarrollo de una tecnología similar a la de un tranvía que pueda apoyar la construcción lunar sin dañar el área circundante.

"Tradicionalmente, en la construcción, los camiones grandes se llenan de tierra y la tiras en el sitio de construcción. Se mueven del sitio de excavación al sitio de construcción, de un lado a otro, muchas, muchas veces", dijo Soibelman, presidente de Fred Champion Estate. en Ingeniería.

Pero cuando consideras la construcción de espacios, la metodología tradicional simplemente no funciona, dijo. "Sería muy difícil hacer que los camiones robóticos inteligentes condujeran por terrenos difíciles. También tendrían que usar mucha energía para transportar la carga, y habría muchas posibilidades de fallas". Además, llevar un equipo tan pesado y voluminoso a la luna requeriría un gran espacio de carga de cohetes y mucho combustible para cohetes.

En cambio, Khoshnevis ideó una tecnología llamada CrafTram que es liviana y de bajo impacto. CrafTram funciona como un telesilla en una montaña de esquí, transportando cubos de materiales sin pasar por el terreno. A diferencia del telesilla, el tranvía es móvil, lo que significa que tanto el origen como el destino pueden cambiar de forma autónoma para que el sistema pueda moverse de un sitio de construcción a otro.

Más allá de las aplicaciones lunares, el equipo ve el potencial de la nueva tecnología para crear más eficiencias en una amplia gama de sitios de construcción en la Tierra.

Khoshnevis dijo: "No es solo el aspecto de automatización de este concepto lo que ayuda en los sitios de construcción, sino también un modo de transporte. Los sitios de construcción generalmente están desorganizados; hay muchas cosas en el suelo, lo que dificulta que los vehículos ir a través de caminos indirectos. Con este enfoque, los materiales volarán sobre el sitio y también pueden atravesar diferentes elevaciones".

Listo para despegar

El sistema CrafTram está diseñado para facilitar la construcción de puestos de avanzada lunares, al mismo tiempo que considera las limitaciones de carga para viajar a la luna. Khoshnevis y Soibelman han abordado la construcción desde perspectivas diversas e innovadoras, buscando cómo hacerla más eficiente.

"CrafTram colapsa para ocupar la mínima cantidad de espacio posible durante el vuelo, y luego se expande una vez que se despliega en la luna", dijo Khoshnevis, quien ocupa la cátedra de ingeniería Louise L. Dunn.

Al mismo tiempo, la gravedad lunar es casi una sexta parte de la que hay en la Tierra, lo que significa que los cubos pueden transportar incluso más carga que en la Tierra, dijo Khoshnevis.

En los primeros seis meses del proyecto, el equipo construirá una berma de escala de un tercio utilizando la tecnología CrafTram como prueba de concepto. Esto se convertirá en un prototipo a gran escala en la Fase II del proyecto, dijo Soibelman.

Cambiando la construcción desde el cielo hacia abajo

Lo que sucede en el espacio no tiene por qué quedarse allí y, de hecho, el equipo detrás de CrafTram preferiría que no fuera así.

En cambio, Khoshnevis y Soibelman ya están extrapolando las lecciones aprendidas de la construcción en el espacio, que impone muchas limitaciones, a diferentes parámetros y escenarios de construcción.

Dijo Soibelman: "Estoy muy interesado en explorar cómo podemos operar a distancia". Si bien el futuro de la construcción podría incluir en gran medida la robótica, dijo Soibelman, el entorno de construcción actual tiene muchas complejidades y conflictos entre diferentes tareas. "Es por eso que necesitamos ir a un paso intermedio: un poco más de inteligencia artificial, pero con control remoto por parte de humanos. Si hacemos esto, podemos aumentar la seguridad, sacar a los trabajadores de la zona de peligro, y traer un conjunto diverso de individuos a trabajos de construcción, incluidas mujeres y personas con capacidades diferentes".

“Tengo mucho interés en explorar esta tecnología y no hay mejor oportunidad para hacerlo que con este proyecto con la NASA”, agregó. "Si podemos descubrir cómo construir de forma remota usando robots en la luna, será aún más fácil a una distancia más pequeña, como de los EE. UU. a la India".

Para Khoshnevis, las aplicaciones terrestres de CrafTram para mover materiales desde el origen hasta el destino, incluso si cualquiera de los puntos se está moviendo, son innumerables. "En muchos sitios de construcción, el acceso de los camiones mezcladores de concreto es difícil, como en excavaciones profundas con rampas empinadas o cimientos de pilotes excavados donde el suelo removido crea superficies extremadamente fangosas. En estos casos, los ingenieros y las empresas constructoras a menudo se ven obligados a mantener el camión fuera del sitio de construcción y bombear concreto desde el camión/bomba hasta la posición de vertido. Muchas veces, las largas distancias desde la ubicación de la bomba hasta el lugar de vertido requieren la instalación de largas líneas de tuberías con una pérdida significativa de hormigón en esas tuberías en el lugar de vertido. final del proceso de vertido", dijo. CrafTram haría este proceso más fácil y eficiente.

Publicado el 17 de agosto de 2022

Última actualización el 17 de agosto de 2022