Дэвид Минделл - Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации

В обоих случаях, по мере того как люди учатся работать за пределами привычной земной оболочки, их опыт и мастерство находят применение посредством обширных, межпланетных масштабов сетей различных средств. Развитие робототехники оказало глубокое влияние на возможность операций по ремонту космического телескопа «Хаббл», а следовательно, и на процесс строительства Международной космической станции. Удаленные планетоходы на Марсе позволили ученым и инженерам каждый день присутствовать на другой планете и вести там научную работу.

Космический телескоп «Хаббл», который обращается по своей орбите вокруг Земли уже больше двух десятков лет, ремонтировали и усовершенствовали люди, работавшие в просторном отсеке полезной нагрузки шаттла, пять раз за 16-летний период. На первый взгляд, эти операции кажутся примером непревзойденного мастерства и ловкости рук опытных специалистов, действовавших в космическом пространстве. Но все, что выполнялось во время них, было тесно связано с робототехникой. До того как мы перенесемся в настоящие космические дали, где человек присутствует удаленно, – на Марс и еще дальше, – стоит обратить внимание на то, в какой степени «пилотируемый космос» завязан на использование различных машин, а также на то, что опыт взаимодействия с роботами – важнейший навык современного астронавта.

Сама история космического телескопа есть история о том, как менялся опыт работы астрономов. По сути, астрономия – это изучение удаленных объектов, и астрономы никогда не соприкасаются с объектами, которые исследуют. И тем не менее у них существует традиция проводить целенаправленные наблюдения в затворничестве, скажем, на вершинах гор, далеко от мирской суеты (например, на гавайском вулкане Мауна-Кеа), или просто сидя ночью на крышах зданий по всему миру. В наши дни астрономы часто выполняют наблюдения удаленно, посылая из офиса запросы на использование какого-либо телескопа, а взамен получая через Интернет готовые снимки и данные. Размещенный в космосе телескоп – пожалуй, наиболее яркий пример работы астрономов с инструментом, расположенным в удаленной точке наблюдения.

Идея космического телескопа имеет давнюю историю и восходит к немецкому пионеру ракетной техники Герману Оберту, который выдвинул свою идею в 1923 году. Позднее, в 1952 году, его ученик и последователь Вернер фон Браун, работая совместно с художником Чесли Бонестеллом, создал оказавшую на многих глубокое влияние серию иллюстрированных статей о перспективах пилотируемого освоения космоса. Статьи публиковались в журнале Collier's . В числе прочего фон Браун описывает орбитальный космический телескоп, который управляется автоматически, а астронавты лишь время от времени наносят ему визиты для замены фотопленки. Хотя фон Браун и не сумел предугадать будущих достижений в области получения цифровых изображений, сама идея о том, что люди могут удаленно обслуживать размещенные в космосе телескопы, реализовалась.

Однако ранняя концепция телескопа «Хаббл» предполагала, что его обслуживание в полете будет проводиться только при помощи роботов. Сценарий был такой: шаттл выполняет сближение с телескопом, его захват при помощи руки-манипулятора и установку на жесткое основание в своем отсеке полезной нагрузки (практически так это и происходило во время реальных полетов для обслуживания аппарата).

Но в сценарии не предусматривалось, что астронавтам потребуется надевать космические скафандры и напрямую манипулировать с аппаратурой телескопа. Идея заключалась в том, что рука-манипулятор будет заменять модули телескопа, вытаскивая из него части, подлежащие замене, помещая их в отсек полезной нагрузки и вставляя взамен новые. Все компоненты должны быть заранее известны и размещаться на жесткой монтировке, так что задача казалась посильной даже для робототехники 1970-х годов – по образцу автоматической сборки на конвейере.

Люди должны были управлять процессом, находясь внутри гермокабины «челнока», и лишь отдавать руке-манипулятору команды на выполнение заранее запрограммированных задач. «Все, что требовалось от астронавта, это сидеть в отсеке и жать на кнопки, – вспоминает Фрэнк Сеполлина, отец-основатель практики обслуживания спутников на орбите в NASA, – а манипулятор заменял бы модули-инструменты». Для отработки этих операций было построено большое сооружение-тренажер, где модули телескопа с датчиками и целевой аппаратурой можно было извлекать и заменять при помощи средств роботизации. Такое понимание задачи подстегнуло создание механической руки-манипулятора для шаттла, которая была сделана в Канаде и сравнительно поздно стала разрабатываться как часть системы спейс-шаттла.