Дэвид Минделл - Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации

Описанный спектр аспектов лунной полевой геологии – от ученых-исследователей и астронавтов-лаборантов до дистанционно управляемых почти в реальном времени планетоходов – наводит на вопрос: какой тип присутствия людей требуется, чтобы вести научные исследования на других планетах?

Поиск ответа на этот вопрос мы начнем с мысленного эксперимента. Давайте вспомним, какую территорию охватила деятельность астронавтов на Луне вне корабля во время полета «Аполлона-17»: суммарная продолжительность трех выходов составила 22 часа, и за это время они преодолели около 35 км. Если бы это расстояние было пройдено по одной большой окружности, то охваченная площадь составила бы около 100 кв. км2.

Теперь представим себе лунного робота-«прыгуна». Джефф Хоффман, который уже уволился из отряда астронавтов и преподает в Массачусетском технологическом институте, не так давно работал над проектами подобных машин. Импульсы тяги от небольшого ракетного двигателя могут подбрасывать такого робота, заставляя его совершать «прыжки» над лунной поверхностью. Поскольку на Луне сила тяжести мала и составляет одну шестую от земной, такие прыжки могут покрывать многокилометровые расстояния.

Пусть в нашем мысленном эксперименте лунная экспедиция стартует с Земли и представляет собой садящийся на Луну аппарат-контейнер, в котором находятся два таких робота. После прилунения первый «прыгун», который специально оснащен для картографирования местности, отстыковывается и прыжками окаймляет зону площадью 100 кв. км. Установленные на нем камеры высокого разрешения, лидары, спектрометры и другие датчики выстраивают карту поисковой территории. Робот записывает оптические снимки, топографический профиль, выполняет другие измерения в высоком разрешении с точностью до миллиметров. Бортовые компьютеры обрабатывают все данные для их отправки на Землю через телеметрический канал, а в хьюстонском Центре управления полетами опытные специалисты по цифровой картографии собирают из них поисковую карту миллиметрового масштаба.

Затем эта информация предоставляется команде геологов, которые в течение нескольких последующих месяцев изучают весь массив данных в привязке к топографической карте территории на экранах своих компьютеров. Они используют очки виртуальной реальности или специальные комнаты виртуального погружения, которые позволяют имитировать перемещение по местности. Поскольку данные имеются в мельчайших подробностях, ученые могут виртуально «останавливаться» на интересующих их участках для детального изучения (хотя, конечно, у них не получится переворачивать пинком камни). Ученые работают совместно и имеют возможность останавливаться и подробно обсуждать, что именно они видят и куда им лучше направиться дальше.

Несколько месяцев спустя команда ученых суммирует свои выводы и определяет интересующие их участки в пределах поисковой территории. Они разрабатывают план отбора образцов и предоставляют его инженерной группе, которая переводит их в набор инструкций, планов и траекторий перемещения для «прыгуна» номер два, который все это время спокойно ожидал своей очереди, сидя на поверхности Луны.

Задача этого «прыгуна» – не съемки, а бурение, соскабливание, дробление молотком и забор проб. Получив программу на исследование, допустим, ста точек, привязанных к поисковой карте, построенной его компаньоном, второй «прыгун» начинает работу и за несколько дней методично отбирает образцы грунта и камней, возвращая их на основной аппарат.

В аппарате-контейнере набор лабораторных инструментов проводит расщепление и анализ полученных проб. Более совершенный вариант может даже сортировать образцы, заключать их в защитные капсулы и загружать в маленькую ракету, которая потом стартует с Луны и доставит их на Землю (как это делали советские станции серии «Луна» в 1970-х годах).

Вся программа исследований занимает от трех до шести месяцев – это намного дольше, чем те три дня, в течение которых «Аполлон-17» оставался на поверхности Луны.

Я не хочу здесь продвигать идею или проект подобной программы, хотя она вполне реальна с точки зрения современных технологий. Этот мысленный эксперимент был поставлен затем, чтобы задать себе вопрос: что же именно астронавты на Луне делали такое, что было бы недоступным для геологов на Земле, изучающих трехмерные модели сверхвысокой детализации? Они могли воздействовать на грунт? Пользоваться преимуществами «владения ситуацией» и «реального присутствия»? Взаимодействовать со средой в реальном времени? Давайте посмотрим на фактический опыт работы про программе Mars Exploration Rover – он поможет нам ответить на эти вопросы.