Мы еще несколько лет от милых роботов в Луна или межзвездный которые помогают их исследователям. Но если мы хотим построить базу за пределами Земли, робототехнический интеллект будет необходим для снижения затрат и прокладывания пути для космонавтов, утверждает Филип Метцгер, бывший старший физик-исследователь из космического центра Кеннеди НАСА.
В последней серии из трех частей о подготовке базы на Луне или астероиде Метцгер рассказывает о шагах по подготовке роботов к работе и о том, какие препятствия стоят на пути достижения этой цели.
UT: Таблица в вашей газете за 2012 год рассказывает о шагах лунной индустрии, начиная с телеоперации и «похожего на насекомых» роботизированного интеллекта, а затем переходя через несколько шагов к «пристально контролируемой автономии» (подобной мыши) и, в конечном итоге, «Почти полная автономия» (как у обезьян) и «автономная робототехника» (у людей). Какого рода события и сколько времени / ресурсов потребуется для прохождения этих шагов?
Большинство достижений в области роботизированного искусственного интеллекта делается в программном обеспечении, но они также требуют достижений в вычислительной мощности. Мы упоминали в статье, что для успешной работы в околоземной среде необходима только «похожая на мышь» робототехника. Нам понадобятся роботы, которые могут поднять гайку и привинтить ее к болту без всякого движения с Земли. Я считаю, что мы находимся на пути к достижению этих уровней автономии для робототехники здесь, на Земле. Я больше обеспокоен разработкой роботов, которых можно легко сделать в космосе без обширной цепочки поставок. Например, нам нужно изобрести простой способ изготовления функциональных двигателей для роботов, сводя к минимуму задачи по сборке для роботов, производящих те же двигатели, что и сами по себе.
Очень сложно оценить, сколько времени это займет. Вот несколько руководящих идей. Во-первых, робототехника и производственные технологии уже находятся на кривой взрывного роста для наземного применения, поэтому мы можем использовать все возможности этого роста, переориентируя технологии для космоса. Во-вторых, речь не идет об изобретении новых возможностей. Все, о чем мы говорим в космосе, уже делается на Земле. Все, что нам нужно сделать, это выяснить, какие комплекты оборудования будут функционировать вместе как частичные цепочки поставок, используя космические ресурсы. Нам нужно разработать последовательность цепочек частичных поставок, каждая из которых более сложна, чем предыдущая, каждая из которых способна составить значительную часть массы следующей. Это потребует инноваций, но это инновации с меньшим риском, потому что у нас уже есть более сложная индустрия Земли для копирования.
В-третьих, мы склонны оценивать, что все произойдет быстрее, чем в ближайшем будущем, но медленнее, чем в долгосрочной перспективе. Подумайте, насколько изменились технологии за последние 200 лет, и вы согласитесь, что для этого не понадобится еще 200 лет. Я думаю, что это будет намного меньше, чем через 100 лет. Я держу пари, что это будет сделано в течение 50 лет, и если мы будем стараться, мы сможем сделать это в 20. На самом деле, если бы мы действительно этого хотели, и если бы мы вложили деньги, я думаю, что мы могли бы сделать это в 10. Но Я говорю людям от 20 до 50 лет. Не беспокойтесь, если вы думаете, что это слишком медленно, потому что удовольствие от этого может начаться немедленно, и мы будем делать действительно крутые вещи в космосе задолго до завершения цепочки поставок.
UT: действительно ли дешевле и научно обоснованно иметь роботизированный парк космических кораблей, чем людей, учитывая затраты на разработку и трудности, связанные с тем, чтобы роботы были настолько эффективными, чтобы работать как люди?
Биологическая жизнь нуждается в таком месте, как планета Земля. Людям нужно больше, чем это; нам также нужна пищевая цепочка, и в конечном счете нам нужна вся экология сетевых организмов, взаимозависимых друг от друга. И если мы хотим быть больше, чем охотники и собиратели, то цивилизация требует даже большего. Нам необходима производственно-сбытовая цепочка: все инструменты, машины и источники энергии, которые мы разработали за последние 10 000 лет.
Когда мы покидаем Землю, нам нужно взять не просто баллончик с воздухом, чтобы копировать физические условия нашей планеты. Нам нужна выгода всей экосистемы и всей промышленной базы, чтобы поддержать нас. До сих пор мы оставались близко к Земле, поэтому мы никогда не «разрывали уродливые узы Земли». Мы берем с собой расходные материалы и запасные части с Земли и отправляем ракеты на космическую станцию, когда нам нужно больше. Даже схемы колонизации Марса зависят от регулярных поставок вещей с Земли. Это вещи, которые делают дорогостоящим размещение людей в космосе.
Роботы, с другой стороны, могут быть адаптированы к жизни в космическом пространстве, не имея ничего более с Земли. Они могут стать экосферой и цепочкой поставок в космосе, в которых мы, люди, нуждаемся. Под нашим руководством они могут преобразовать любую среду, аналогично тому, как жизнь изменила Землю. Они могут производить воздух, очищать воду и строить места обитания и посадочные площадки. Тогда, когда мы приедем, это будет значительно дешевле и безопаснее. И это освободит нас, чтобы мы могли проводить время в космосе, занимаясь тем, что делает нас уникальными людьми. В долгосрочной перспективе роботы сделают космос для людей значительно дешевле.
Но да, в ближайшей перспективе есть вещи, которые мы можем сделать более доступными в космосе, пропустив развитие роботизированной промышленности. Мы можем стрелять в миссии по вылету в разные места, а когда закончим, можем вернуться домой, прежде чем все умрут. Но это не реализует наш большой потенциал как вида. Это не берет цивилизацию на следующий уровень. Это не позволяет проводить научные исследования с бюджетом в миллиард раз больше, чем у нас сегодня. Это не спасает нашу планету от чрезмерного использования и промышленного загрязнения. Это не приводит все человечество к уровню жизни, которым многие из нас наслаждаются на западе. Это не делает наше существование безопасным в галактике. Это не терраформирует новые миры. Это не приведет нас к другим звездам. Все это станет возможным практически без каких-либо дополнительных инвестиций, когда мы заплатим крошечную стоимость начальной загрузки нашей солнечной системы. Это стоит затрат.
UT: Мы видим, как на Международной космической станции идет работа с трехмерным принтером, и Европейское космическое агентство всерьез заговорило об использовании этой технологии на Луне. Насколько мы близки к этому?
Я знаю несколько других групп, также разрабатывающих 3D-принтеры, которые могли бы работать на Луне или Марсе, чтобы печатать вещи прямо из реголита. Болотный завод KSC придерживается одного технологического подхода и создал прототип, а профессор Бехрох Хошневис из Университета Южной Калифорнии разрабатывает другой подход и уже напечатал много вещей. У моего друга Джейсона Данна, который основал компанию Made In Space, которая поставила 3D-принтер в МКС, есть еще одна концепция, которую они преследуют. Мои друзья из НАСА сказали мне, что это здорово, имея в своем распоряжении портфель технологий, а не одну.
Чтобы быть готовым к полетам в космосе, вы должны делать больше, чем просто испытывать вещи в лаборатории. Вам необходимо провести тестирование в самолете с пониженной гравитацией, чтобы увидеть, будут ли материалы, такие как реголит, течь должным образом, в вакуумных камерах, чтобы убедиться, что ничего не перегревается или не заклинивает, и в труднопроходимых местах, например в пустыне или на вулкане, чтобы проверить наличие пыли или других проблем. неожиданные эффекты. После этого вы готовы приступить к проектированию фактической версии, которая отправляется в космос, провести финальное квалификационное тестирование, где вы встряхиваете и выпекаете его до полусмерти, собираете и тестируете летную версию и запускаете ее.
Так что впереди годы работы, прежде чем все это будет сделано. НАСА направляет людей на Марс к середине 2030-х годов, поэтому у нас также есть время, и спешки нет. Если мы начнем загружать космическую отрасль в околоземном космическом регионе параллельно с подготовкой к кампании на Марсе, то, вероятно, мы начнем тестировать принтеры реголита на полевых объектах и делать их совместимыми с другим оборудованием раньше, чем это сейчас необходимо НАСА.
UT: Каковы основные барьеры для исследования роботов на Луне и за ее пределами?
Бюджет является единственным барьером. Но, сделав шаг назад, мы можем сказать, что недостаток видения - единственный барьер, потому что, если достаточное количество из нас поймет, что сейчас возможно в космосе и насколько революционным оно будет для человечества, тогда не будет недостатка в бюджете.
UT: Есть что-то еще, что вы хотели бы добавить, что я еще не поднял?
Мы живем в очень интересное время, когда нам открываются эти возможности. Интересно думать о мире, который увидят наши внуки, и интересно думать о том, что мы можем сделать, чтобы это произошло.
Всякий раз, когда я говорю на эту тему, потом молодые люди из аудитории подходят и начинают спрашивать, что они могут сделать, чтобы участвовать в космической индустрии. Они говорят мне, что именно так они хотят провести свою жизнь. Он получает такой ответ, потому что он такой убедительный, такой логичный и такой правильный.
Это третья в серии из трех статей о создании космической базы. Два дня назад: почему мой на луне или астероиде? Вчера: сколько денег это займет?
