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月球上有大量的月巖粉或風(fēng)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(xiàn)場(chǎng)制造，能夠大幅節(jié)省地月之間的物資運(yùn)輸成本，這種操作或?qū)⒊蔀橥七M(jìn)月球和太空探索的關(guān)鍵因素。而現(xiàn)在，激光技術(shù)成為了關(guān)鍵的突破口。
近期，來自德國漢諾威激光中心(LZH)和柏林工業(yè)大學(xué)航空航天研究所的科學(xué)家們表示，他們想要開發(fā)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(gè)名為“月升”(Moonrise)的項(xiàng)目中，研究人員正在利用人工智能(AI)輔助的激光技術(shù)，融化月球灰塵并3D打印出著陸點(diǎn)、道路或建筑物的基建設(shè)施。“Moonrise”任務(wù)計(jì)劃于2024年正式實(shí)施運(yùn)行，項(xiàng)目將持續(xù)3年，由德國聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)和氣候行動(dòng)部出資475萬歐元支持。
在大眾基金會(huì)(Volkswagen Foundation)資助的一個(gè)前身項(xiàng)目中，上述團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功開發(fā)出一種激光，并在實(shí)驗(yàn)室中的月球車機(jī)械臂上進(jìn)行了測(cè)試。此外，在位于萊布尼茨的漢諾威理工學(xué)院的愛因斯坦電梯中，科學(xué)家們還成功地在月球引力下熔煉了風(fēng)化層。
眼下研究人員面臨的最關(guān)鍵任務(wù)，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(xùn)練，以保證能夠在月球上流暢使用。
為了訓(xùn)練人工智能，科學(xué)家們將在柏林工業(yè)大學(xué)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在那里他們將模仿月球上的光照條件拍攝風(fēng)化層，從而創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的映像池。地球上的研究人員將在智能圖像處理系統(tǒng)的幫助下分析這些照片。該系統(tǒng)將幫助分析激光融化的月球灰塵，并為地球上的科學(xué)家實(shí)現(xiàn)基于人工智能的過程和質(zhì)量控制。
此外，過去幾年中這些科學(xué)家們開發(fā)了一種風(fēng)化層建造工具，它可以精確地再現(xiàn)各種可能的著陸點(diǎn)的屬性，然后在項(xiàng)目中調(diào)整到月球的最終著陸點(diǎn)。柏林理工大學(xué)航空航天研究所(RFT)“探索與推進(jìn)”小組的本尼迪克特·格雷芬(Benedict Grefen)解釋稱：“我們的風(fēng)化層建造工具將適應(yīng)月球的著陸點(diǎn)，這樣實(shí)驗(yàn)室中的激光和人工智能就可以與真正的月球任務(wù)相匹配。”
近年來，科學(xué)家們探索了眾多建造“月球村”的設(shè)想與研究，不過要實(shí)現(xiàn)在月球上自主建造并不容易。據(jù)“Moonrise”項(xiàng)目經(jīng)理Jorg Neumann透露，從地球到月球的全程運(yùn)輸成本高達(dá)每公斤100萬美元。如果后續(xù)研究能夠成功消除這種運(yùn)輸需求，顯然能夠大大減少地外探索的成本。
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