德国科学家利用AI辅助的激光3D打印创建月球基础设施

2022-06-30 14:53

月球上有大量的月岩粉或风化层，它们可以用作3D打印的原材料。通过就地资源利用（ISRU）和现场制造，能够大幅节省地月之间的物资运输成本，这种操作或将成为推进月球和太空探索的关键因素。而现在，激光技术成为了关键的突破口。

近期，来自德国汉诺威激光中心（LZH）和柏林工业大学航空航天研究所的科学家们表示，他们想要开发一种能够在太空中使用的激光飞行模型，并且用激光辐射来融化月球灰尘。

在一个名为“月升”(Moonrise)的项目中，研究人员正在利用人工智能（AI）辅助的激光技术，融化月球灰尘并3D打印出着陆点、道路或建筑物的基建设施。“Moonrise”任务计划于2024年正式实施运行，项目将持续3年，由德国联邦经济和气候行动部出资475万欧元支持。

“Moonrise”项目研发技术将在月球上使用激光融化月球尘埃。（图片来源：LZH）

在大众基金会(Volkswagen Foundation)资助的一个前身项目中，上述团队已经成功开发出一种激光，并在实验室中的月球车机械臂上进行了测试。此外，在位于莱布尼茨的汉诺威理工学院的爱因斯坦电梯中，科学家们还成功地在月球引力下熔炼了风化层。

眼下研究人员面临的最关键任务，就是使激光适于月球在月球上使用。这也意味着，人工智能必须事先接受训练，以保证能够在月球上流畅使用。

为了训练人工智能，科学家们将在柏林工业大学创建一个实验室，在那里他们将模仿月球上的光照条件拍摄风化层，从而创建一个相应的映像池。地球上的研究人员将在智能图像处理系统的帮助下分析这些照片。该系统将帮助分析激光融化的月球灰尘，并为地球上的科学家实现基于人工智能的过程和质量控制。

此外，过去几年中这些科学家们开发了一种风化层建造工具，它可以精确地再现各种可能的着陆点的属性，然后在项目中调整到月球的最终着陆点。柏林理工大学航空航天研究所(RFT)“探索与推进”小组的本尼迪克特·格雷芬（Benedict Grefen）解释称：“我们的风化层建造工具将适应月球的着陆点，这样实验室中的激光和人工智能就可以与真正的月球任务相匹配。”

近年来，科学家们探索了众多建造“月球村”的设想与研究，不过要实现在月球上自主建造并不容易。据“Moonrise”项目经理Jorg Neumann透露，从地球到月球的全程运输成本高达每公斤100万美元。如果后续研究能够成功消除这种运输需求，显然能够大大减少地外探索的成本。