Строительство космической базы, часть 3: создание удаленных умных роботов

Астронавт получает выборку из астероида в концепции этого художника. Фото: НАСА

Астронавт получает выборку из астероида в концепции этого художника. Фото: НАСА

Мы все еще на расстоянии в несколько лет от симпатичных роботов на Луне или в межзвездном пространстве, которые помогают своим человеческим первооткрывателям. Но если мы хотим построить базу поблизости Земли, роботизированная разведка будет иметь важное значение для снижения стоимости и прокладывания пути для астронавтов, утверждает Филипп Мецгер, бывший старший научный физик в Космическом центре Кеннеди НАСА.

В последней из трех частей из серии о строительстве базы на Луне или астероиде, Мецгер говорит о шагах необходимых для создания роботов готовых к деятельности и какие препятствия стоят на пути к достижению этого.

UT: Таблица в вашей публикации 2012 года говорит о ступенях лунной промышленности, начиная с дистанционно-эксплуатационной и к «насекомо-подобной» роботизированной разведке, а затем прогрессирующей через несколько шагов к «тщательно контролируемой автономии» (мышеподобной) и в конечном итоге «почти полная автономия» (обезьянья) и «автономная робототехника» (человекоподобная). Какого рода изменения и сколько времени / ресурсов потребуется, чтобы прогрессировать на этих этапах?

Большинство достижений в сфере роботизированного искусственного интеллекта создаются в программном обеспечении, но они также требуют достижения в вычислительной мощности. Мы упомянули в статье, что на самом деле только «мыше-подобная» робототехника необходима для того, чтобы стать успешным в околоземном пространстве. Нам понадобятся роботы, которые могут подобрать гайку и завинтить ее на болт без всякого движения с командного пункта на Земле. Я полагаю, что мы находимся на траектории для достижения этих уровней автономии робототехники уже здесь, на Земле. Я более обеспокоен развивающимися роботами, которые могут быть легко сделаны в космосе без обширной цепи поставок. Например, нам нужно придумать простой способ изготовления функциональных моторов для роботов, минимизации сборочных задач для роботов, производящих те же двигатели, которые находятся в них самих.

Очень трудно оценить, сколько на это потребуется времени. Вот некоторые направляющие идеи. Во-первых, робототехника и технологии производства уже находятся на кривой взрывного роста для земного применения, так что мы можем поехать на фалдах этого роста, поскольку мы повторно имеем целью технологии для космоса. Во-вторых, мы не говорим об изобретении новых возможностей. Все, что мы говорим о выполнении в космосе уже делается на Земле. Все, что нужно сделать, это выяснить, какие комплекты оборудования будут функционировать вместе как частичные системы поставок с помощью космических средств. Нам необходимо разработать последовательность частичных систем поставок, каждую более сложной, чем прошлая, каждую способной к созданию значительной части массы последующей. Это потребует инноваций, но это — инновации более низкого риска, потому что у нас уже есть более сложная промышленность на Земле для копирования.

 

R2 и D2? НАСА и General Motors объединились, чтобы развить следующее поколение ловких гуманоидных роботов. Роботы – названные Robonaut2 – были разработаны, чтобы использовать те же самые инструменты что и  люди, что позволяет им работать безопасно бок о бок с людьми над Землей и в космосе. Фото: НАСА

R2 и D2? НАСА и General Motors объединились, чтобы развить следующее поколение ловких гуманоидных роботов. Роботы – названные Robonaut2 – были разработаны, чтобы использовать те же самые инструменты что и люди, что позволяет им работать безопасно бок о бок с людьми над Землей и в космосе. Фото: НАСА

В-третьих, мы склонны оценивать, что вещи произойдут быстрее, чем они действительно происходят в ближайшем времени, но медленнее, чем они реализуются в долгосрочной перспективе. Подумайте, насколько изменилась технология в последние 200 лет, и вы согласитесь, что не потребуется еще 200 лет, чтобы добиться этого. Я думаю, что это будет намного меньше, чем в 100 лет. Я готов держать пари, это произойдет в течение 50 лет, а если мы постараемся, мы могли бы сделать это за 20. В самом деле, если бы мы действительно захотели и если бы вложили свои деньги, я думаю, что мы могли бы достичь этого за 10 лет. Но Я говорю людям от 20 до 50 лет. Не волнуйтесь, если вы думаете, что это слишком медленно, потому что удовольствие делать это может начаться сразу же, а мы будем делать действительно классные вещи в космосе задолго до того как система поставок будет готова.

UT: Это действительно дешевле и с научной точки зрения жизнеспособней, иметь роботизированный флот космических кораблей, чем «очеловеченный», указанной стоимости разработки и трудностями создания роботов, столь же эффективных в работе как люди?

Биологической жизни необходимо место подобное планете Земля. Людям необходимо больше; нам также нужна пищевая цепь, а в окончательном анализе нам нужна вся экология сетевых организмов, взаимозависимых друг с другом. И если мы хотим быть больше, чем охотники и собиратели, тогда цивилизация требует еще больше. Мы требуем промышленной системы поставок: все инструменты и машины и источники энергии, которые мы развили за прошлые десять тысяч лет.

Когда мы покидаем Землю, мы должны взять не только канистру воздуха, чтобы дышать, 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 действительно “никогда не сокращали неприветливые узы Земли”. Мы берем расходные запасы продовольствия и запасных частей с Земли, с собой, и мы отправляем ракеты на космическую станцию, когда нам нужно их больше. Даже схемы колонизировать Марс зависят от регулярных поставок с Земли. Это факторы, которые делают дорогим размещение людей в космосе.

Роботы, с другой стороны, могут быть адаптированы к жизни в космическом пространстве не нуждаясь ни в чем более с Земли. Они могут стать экосферой и системой поставок в пространстве, которую требуем мы, люди. Под нашим руководством они могут преобразовать любую окружающую среду аналогично к тому как жизнь преобразовала Землю. Они могут сделать воздух, очистить воду и построить среду обитания и посадочные площадки. Затем, когда мы прибудем, это будет значительно дешевле и это будет безопаснее, также. И это освободит нас, чтобы провести наше время в космосе, делая вещи, которые делают нас уникально человеческими. В долгосрочной перспективе роботы сделают космос значительно более дешевым для людей.

 

Робот Декстра Канады (основной момент) и Автоматизированный Эксперимент Дозаправки НАСА совместно выполнил инновационное исследование робототехники на борту ISS в марте 2012. Декстр использовал его руки, чтобы схватить специализированные рабочие инструменты на RRM для экспериментов, чтобы отремонтировать и дозаправить орбитальные спутники. Кредит: НАСА

Робот Декстра Канады (основной момент) и Автоматизированный Эксперимент Дозаправки НАСА совместно выполнил инновационное исследование робототехники на борту МКС в марте 2012. Декстр использовал его руки, чтобы схватить специализированные рабочие инструменты на RRM для экспериментов, чтобы отремонтировать и дозаправить орбитальные спутники. Фото: НАСА

Но да, в ближайшей перспективе есть вещи, которые мы можем сделать более доступными в космосе, пропуская развитие роботизированной промышленности. Мы можем выстрелить миссией вылазки в разные места, а, когда мы закончим, мы можем пронестись домой прежде чем все умрут. Но это не выполняет наш большой потенциал в качестве вида. Это не поднимет цивилизацию на новый уровень. Это не позволит реализовать научное исследование с миллиардным бюджетом которое мы имеем сегодня. Это не спасет нашу планету от злоупотребления и промышленного загрязнения. Это не приведет все человечество до уровня жизни которым многие из нас пользуются на западе. Это не делает наше существование безопасным в галактике. Это не терраформирует новые миры. Это не унесет нас к другим звездам. Все эти вещи возможны почти без дополнительных инвестиций, как только мы заплатим крошечную стоимость самонастройки промышленности в нашей солнечной системе. Это стоящая цена.

UT: Мы видим, что 3-D принтер идет на Международную космическую станцию, а Европейское космическое агентство серьезно говорило об использовании этой технологии на Луне. Насколько мы близки к фактическому выполнению этого?

Я знаю несколько других групп также разрабатывающих 3D-принтеры, которые могли бы работать на Луне или Марсе печатать вещи прямо из реголита. KSC Swamp  Works преследуют один технологический подход и создали прототип, а профессор Behrokh Khoshnevis в Университете Южной Калифорнии поджимает другой подход и уже напечатано много вещей. У моего друга Джейсона Данна, основавшего Made In Space, который поставил 3D-принтер на МКС, есть другая концепция, которую они проводят. Мои друзья в НАСА говорили мне, что это здорово — добиваться имея портфель технологий, а не только одну.

Чтобы быть готовым к миссии в космосе, вы должны сделать больше, чем испытание в лаборатории. Вы должны сделать тестирование в понижающем гравитацию самолете, чтобы увидеть, будут ли материалы, такие как реголит, течь должным образом в вакуумных камерах, чтобы удостовериться, что ничто не перегревает или заминает, и в скалистых полевых условиях как например в пустыне или на вулкане, чтобы проверить на проблемы пыли или другие неожиданные эффекты. После этого, вы готовы начать проектировать актуальную версию, которая предназначена для космоса, сделать окончательные квалификационные испытания, где вы трясете и печете его до полусмерти, чтобы собрать и проверить версию полета, и запустить его.

 

Заместитель руководителя программы Мэтью Наполи рассматривает печатную 3D часть в Marshall Space Flight Center. Изображение предоставлено Made In Space.

Заместитель руководителя программы Мэтью Наполи рассматривает печатную 3D часть в Marshall Space Flight Center. Изображение предоставлено Made In Space.

Таким образом, есть годы работы впереди перед тем как все будет сделано. Направление НАСА это доставить людей на Марс к середине 2030-х годов, так и нам есть время и нет никакой спешки. Если мы начнем улучшать космическую промышленность в области околоземного пространства параллельно с подготовкой к кампании Марса тогда мы, вероятно, начнем тестирование принтеры реголита в полевых местах и делать их совместимыми с другим оборудованием раньше, чем НАСА сейчас нуждается в них.

UT: Каковы основные препятствия на пути роботехнической разведки на Луне и за ее пределами?

Бюджет является единственным барьером. Но сделав шаг назад, мы могли бы сказать, что отсутствие видения является единственным препятствием, потому что, если достаточно многие из нас понимают, что теперь возможно в космосе и насколько революционным это будет для человечества, тогда не будет никакого отсутствия бюджета.

UT: Есть ли что-либо еще, что Вы хотели бы добавить, то что я не спросил еще?

Мы живем в очень захватывающее время, когда все эти возможности открываются нам. Увлекательно думать о мире, который будут видеть наши внуки и увлекательно думать о том, что мы можем сделать, чтобы привести его.

Каждый раз, когда я говорю об этой теме, позже молодые люди в аудитории подходят и начинают спрашивать, что они могут сделать, чтобы связаться с космической промышленностью. Они говорят мне, что это — то, как они хотят потратить свою жизнь. Мы получаем этот ответ, потому что это так востребовано, так логично, и так правильно.

Это третья публикация в серии из трех частей о строительстве космической базы. Ранее: Почему база на Луне или астероиде? И: Сколько денег для этого необходимо?

Источник: universetoday.com

Поделиться:

В тему:

UkrNET - поисково-информационный ресурс