შეხვდით რობოტ პიონერებს, რომლებიც მოგვცემენ მარსის კოლონიზაციის საშუალებას

NASA-ს მომავალიდან მისია მთვარე მარსზე ელონ მასკის ამბიციურ გეგმებს გამოიყენეთ SpaceX Starship მარსის საბოლოოდ კოლონიზაციისთვის, წითელი პლანეტის დასახლების რბოლა უკვე მიმდინარეობს. მაგრამ სანამ ადამიანები მარსს ეწვევიან და იქ რაიმე სახის გრძელვადიანი ბაზის შექმნას შეძლებენ, ჩვენ უნდა გამოვგზავნოთ მზვერავები, რათა ნახონ მიწის ნაკვეთი და მოვამზადოთ იგი პილოტირებული მისიებისთვის.

მექანიკური პიონერები, რომლებსაც მარსზე გავაგზავნით უახლოეს წლებში, მიჰყვებიან ისეთი მკვლევარების საბურავების კვალს, როგორიცაა Curiosity როვერი და Insight lander, მაგრამ მარსის რობოტების შემდეგი თაობა გამოიყენებს დახვეწილ ხელოვნურ ინტელექტს, ახალი ამოძრავების მეთოდებს და მოქნილ პატარა ეტლებს ახალი სამყაროს კოლონიზაციის გამოწვევების დასაძლევად.

დიზაინი მარსის გარემოსთვის

არსებობს მკაფიო სირთულეები მანქანების მშენებლობაში, რომლებიც გაუძლებენ მარსის გარემოს. პირველი, სიცივეა, ტემპერატურა საშუალოდ მინუს 80 გრადუსი ფარენჰეიტია და პოლუსებზე მინუს 190 გრადუსამდე ეცემა. შემდეგ არის თხელი ატმოსფერო, რომელიც დედამიწის ატმოსფეროს სიმკვრივის მხოლოდ ერთი პროცენტია. და შემდეგ არის პრობლემური მტვერი, რომელიც ჩნდება პლანეტის ზედაპირზე ნებისმიერი ოპერაციის დროს, რომ აღარაფერი ვთქვათ მზის სხივების ძლიერ გამოსხივებაზე.

ეს გარემო პირობები ქმნის პრობლემებს რობოტიკისთვის, ტემპერატურის ცვალებადობიდან, რაც იწვევს მექანიზმებს გაფართოება და შეკუმშვა და ასე აცვიათ დროთა განმავლობაში, რათა მტვერი მოხვდეს მექანიზმებში, რაც ხელს უშლის ექსპოზიციის გამოყენებას შეზეთვა.

”ეს არის ძალიან უნიკალური და ექსტრემალური გარემო, თუნდაც კოსმოსური რობოტისთვის”, - თქვა ალ ტადროსმა, კოსმოსის ვიცე-პრეზიდენტმა. ინფრასტრუქტურა და სამოქალაქო სივრცე Maxar Technologies-ში, რომელიც არის კომპანია, რომელიც აწარმოებს რობოტ იარაღს NASA-ს მარსმავლები. მაქსარის რობოტულ მკლავებს უნდა შეეძლოთ არა მხოლოდ გადარჩეს ამ მკაცრ გარემოში, არამედ შეასრულონ ისეთი ამოცანები, როგორიცაა თხრა და ბურღვა, რაც საშუალებას აძლევს სამეცნიერო გამოკვლევებს.

კიდევ ერთი განხილვა არის წონის შეზღუდვა. როდესაც ნაწილი მარსზე რაკეტის საშუალებით უნდა მიიტანოს, თითოეული გრამი უნდა იქნას გათვალისწინებული და აღრიცხული, რაც მოითხოვს მასალების ფრთხილად შერჩევას. "ბევრი რასაც ჩვენ ვაკეთებთ იყენებს სხვადასხვა ტიპის ალუმინს", - განმარტა თადროსმა. ”ჩვენ ასევე ვიყენებთ ტიტანს და ზოგიერთ შემთხვევაში ვიყენებთ ნახშირბადის ბოჭკოს, აპლიკაციის მიხედვით.” წონის დაზოგვის სხვა ხრიკები მოიცავს ზოგიერთის ამოღებას სექციები, რომლებიც არ უნდა იყოს ისეთი სტრუქტურულად ძლიერი, როგორიცაა რობოტული მკლავის სიგრძე, რომელიც შეიძლება გაკეთდეს თაფლის მატრიცის კომპოზიტისაგან მილები.

რობოტებს დამოუკიდებლად სწავლის უფლება

როდესაც როვერი მარსის ზედაპირზე იქნება მიტანილი, მას შეუძლია შესწავლა დაიწყოს. თუმცა, დედამიწიდან დაშორების გამო, ინჟინრებისთვის შეუძლებელია როვერების უშუალო კონტროლი. სამაგიეროდ, რობოტებს აქვთ გარკვეული ავტონომია თავიანთ კვლევებში, NASA ახორციელებს ზედამხედველობის ბრძანებას.

„მათ შეუძლიათ როვერს უთხრან, რომ ამ მიმართულებით ხუთი მეტრი გაიაროს“, - ამბობს თადროსი მაგალითად. თუ ამ ბრძანების შესრულებისას პრობლემა შეგექმნებათ, როვერი გაჩერდება და დაელოდება მეტ ინსტრუქციას. ”ეს საკმაოდ რუდიმენტულია ამ თვალსაზრისით. მაგრამ მომავალში, სურვილია ბორტზე ავტონომია გვქონდეს, რათა როვერმა აღიაროს: „ოჰ, მე მითხრეს, რომ ხუთი მეტრი გავიდე, მაგრამ აქ არის ლოდი. მე შემოვივლი ამ მიმართულებით, რადგან ვიცი, რომ რელიეფი ღიაა. ”

რუქით და ადგილობრივი ცოდნით როვერები შეძლებენ თვითნავიგაციის შესრულებას. ისინი საბოლოოდ შეძლებენ მეცნიერების დამოუკიდებლად შესრულებას, ასე რომ, მეცნიერებს მხოლოდ ბრძანების მითითება დასჭირდებათ, როგორიცაა „იპოვეთ ამ სახის კლდე“ და როვერს შეეძლება ნიმუშის პოვნა და ანალიზი. ამ ტიპის ავტონომია უკვე დაგეგმილია, როგორც ნასას მომავალი მთვარის მისიის ნაწილი როვერი VIPERთქვა თადროსმა. ”ეს იქნება სწრაფი დათვალიერება, რეგოლითის და კლდეების დათვალიერება და დახასიათება ყინულისა და სხვა მასალების მოსაძებნად.”

რობოტიკით, როგორიცაა VIPER და მარსკოპტერი მარსი 2020 პროექტის ფარგლებში გაშვებით, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ მანქანების დაზვერვას და შესწავლას მარსის, ადგილობრივი რესურსებისა და საფრთხის შესახებ გარკვევა, რომელიც ხელს შეუწყობს ან შეაფერხებს ადამიანთა გადარჩენას პლანეტა.

მარსის პოზიციონირების სისტემის შექმნა

იმის ცოდნა, თუ სად შეუძლიათ ადამიანებს უსაფრთხოდ დაეშვათ მარსზე და სად შეუძლიათ მიიღონ საჭირო რესურსები, ეს არის პირველი ნაბიჯი კოლონიზაციისკენ. მაგრამ რეალური განსხვავება ვიზიტსა და სხვა პლანეტაზე გრძელვადიან ყოფნას შორის არის ინფრასტრუქტურის საკითხი. წყლიდან დაწყებული კომუნიკაციებით დაწყებული ჰაბიტატების მშენებლობამდე, ჩვენ უნდა ვიპოვოთ გზა, რათა უზრუნველყოს ცხოვრების ძირითადი საჭიროებები მდგრადი გზით.

ადრეული ინფრასტრუქტურის დაყენების ერთ-ერთი მეთოდი არის პატარა თანამგზავრების, ან პატარა ჭურვების გამოყენება. ”თუ თქვენ ფიქრობთ მარსის კოლონიზაციაზე, სადაც პატარა სკამები შემოდიან, არის ინფრასტრუქტურის მოწყობა კოლონია“, - თქვა ბრედ კინგმა, Orbion-ის აღმასრულებელმა დირექტორმა, კომპანია, რომელიც ქმნის უფრო ეფექტურ მამოძრავებელ სისტემებს. პატარა სკამები. „ჩვენ გვჭირდება საკომუნიკაციო ქსელები მარსზე, როგორც ორ წერტილს შორის, ასევე მარსიდან დედამიწამდე. დედამიწაზე, ჩვენ გადავწყვიტეთ ბევრი ეს პრობლემა ჩვენი პლანეტის გარშემო თანამგზავრების ორბიტაზე. ”

Smallsat-ებს შეუძლიათ შეასრულონ მსგავსი ფუნქციები მარსზე, GPS-ის ეკვივალენტური მარსის დაყენებით - ჩვენ შეგვიძლია ვუწოდოთ მას მარსის პოზიციონირების სისტემა. მათ ასევე შეუძლიათ პლანეტის ზედაპირის დაზვერვა, მოამზადონ ტერიტორია ადამიანებისთვის.

A-დან B-მდე გადასვლა

პრობლემა არის თანამგზავრების მიწოდება დედამიწიდან მარსზე ხელმისაწვდომი გზით. ტრადიციულად, ხომალდები კოსმოსში გადაადგილდებიან ქიმიური ძრავის საშუალებით - ეს არის საწვავის დაწვა ბიძგების შესაქმნელად. ეს შესანიშნავი გზაა ბიძგების დიდი რაოდენობით შესაქმნელად, როგორიცაა ბიძგი, რომელიც საჭიროა რაკეტისთვის დედამიწის ატმოსფეროდან გასასვლელად და კოსმოსში გასასვლელად. მაგრამ მას სჭირდება საწვავის დიდი რაოდენობა, იმდენად, რამდენადაც თანამედროვე რაკეტების უდიდესი ნაწილი არის უბრალოდ საწვავის ავზი.

კოსმოსში გადაადგილების იაფი ალტერნატივა არის ელექტროძრავა, რომელიც იყენებს მზის ენერგიას ქსენონის მსგავსი ინერტული ნივთიერების გასასროლად ხომალდის უკანა მხარეს. ეს მეთოდი ძალიან ეკონომიურია, რაც საშუალებას იძლევა შორ მანძილზე გადაადგილება ძალიან მცირე საწვავით. მინუსი არის ის, რომ ამძრავის მეთოდი დაბალი ბიძგითაა, ამიტომ დანიშნულების ადგილზე მისვლას მეტი დრო სჭირდება. გემის დედამიწიდან მარსზე ელექტროძრავის გამოყენებით გაგზავნას შესაძლოა რამდენიმე წელი დასჭირდეს, ქიმიურ მოძრაობასთან შედარებით, რომლითაც მოგზაურობა ექვსიდან ცხრა თვემდე გაგრძელდება.

თუმცა, პრინციპი არ ვრცელდება მხოლოდ მცირე უპილოტო ხომალდებზე. ელექტრული მამოძრავებელი ძალის გამორჩეული უპირატესობა ის არის, რომ ის ძალიან ეფექტურად აფართოებს: „ელექტროძრავის ტექნოლოგია უკეთესად მუშაობს, რაც უფრო დიდი ხდება“, - თქვა კინგმა. ”პრინციპში, არაფერი ზღუდავს ელექტროძრავის მასშტაბურ გაზრდას ძალიან დიდ, ეკიპაჟის მისიებზე. თქვენ უბრალოდ იწყებთ ეკონომიკურ დაბრკოლებებს, რადგან თქვენ აშენებთ Battlestar Galactica-ს ზომის ხელოსანს იქ მისასვლელად.

ელექტროძრავა გამოიყენებოდა პროექტებში, როგორიცაა იაპონური კოსმოსური სააგენტოს ხომალდი Hayabusa, რომელიც ცოტა ხნის წინ ეწვია შორეულ ასტეროიდს. რიუგუ. და არსებობს მეტი გეგმები ელექტროენერგიით მოძრავი ხომალდისთვის სამომავლო პროექტებში, როგორიცაა ძალა და მამოძრავებელი ელემენტი NASA-ს მთვარის კარიბჭის სადგურის (PPE) მოდული, რომელიც იყენებს მზის ელექტროძრავას და იქნება სამჯერ უფრო ძლიერი ვიდრე მიმდინარე შესაძლებლობები.

ავტობუსით მგზავრობა

პლანეტებზე გაშვება და დაშვება კვლავ საჭიროებს ქიმიურ მოძრაობას, მაგრამ მათ შორის მოგზაურობა შეიძლება ბევრად უფრო ეფექტური გახდეს. კინგი ვარაუდობს, რომ ეკიპაჟის არამავალი მანქანა ან სატვირთო მანქანა შეიძლება მოხვდეს ველოსიპედის ორბიტაზე, რომელიც გადის დედამიწასა და მარსს. „მაშინ, თქვენ შეგიძლიათ არსებითად გაგზავნოთ ნივთები და „ავტობუსით გაისეირნოთ“ მარსზე, რაც არ საჭიროებს ძრავას“, - განმარტა მან. მსგავსი სისტემა უკვე გამოყენებულია კეპლერის კოსმოსური ტელესკოპი, რომელმაც ძალიან ცოტა საწვავი მოიხმარა დედამიწის მიყოლებით ჰელიოცენტრულ ორბიტაზე გაშვების შემდეგ.

რა თქმა უნდა, დედამიწიდან მარსამდე მისვლა მოგზაურობის მხოლოდ ნაწილია. როგორც კი ხომალდი მარსზე ჩავა, მან უნდა შეანელოს და ორბიტაზე შევიდეს. ხომალდის შენელებისთვის, როგორც წესი, არსებობს ორი მეთოდი: საპირისპირო ძრავების გამოყენება, რომლებიც საჭიროებენ საწვავს, და აეროდამუხრუჭება. ეს უკანასკნელი არის ადგილი, სადაც ხომალდი ეშვება მარსის გარე ატმოსფეროში, იყენებს აეროდინამიკურ წევას, რათა შეამციროს ავტომობილის ენერგია იმდენად, რომ როდესაც ის ატმოსფეროდან გამოდის, მას შეუძლია ორბიტაზე შევიდეს.

ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში ელექტროძრავის კონცეფცია გარკვეულწილად ზღაპრული იყო, მაგრამ ამ ახალი პროექტებით ის გადავიდა მეინსტრიმში. „ახლა ის ფართო მასშტაბით გამოიყენება - ეს ჰგავს საჰაერო მგზავრობის გადასვლას პროპელური თვითმფრინავიდან რეაქტიულ თვითმფრინავზე“, - თქვა კინგმა.

სენსორები და AI

ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია გავგზავნოთ რობოტები ზედაპირის დასათვალიერებლად და თანამგზავრები ინფრასტრუქტურის მოსაწყობად. ჩვენ შეგვეძლო უზარმაზარი კონსტრუქციების გადატანა, როგორიცაა ჰაბიტატები კოსმოსში მინიმალური საწვავის გამოყენებით ელექტროძრავის საშუალებით. მაგრამ მარსის კოლონიზაციის გამოწვევები არ ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ადამიანები რეალურად იკავებენ პლანეტაზე არსებულ ჰაბიტატს. ერთ-ერთი მთავარი საკითხია, თუ როგორ შეიძლება შენარჩუნდეს ჰაბიტატები და სტრუქტურები ხანგრძლივი პერიოდის განმავლობაში, რომლის დროსაც ისინი დაუსახლებელი იქნება. მაგალითად, დაგეგმილი პროექტები, როგორიცაა NASA-ს მთვარის კარიბჭის სადგური, სავარაუდოდ მხოლოდ 20-დან 30-მდე იქნება დაკავებული. დროის პროცენტი და ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ პოტენციური მარსის დაკავების მსგავს ან კიდევ უფრო დაბალ მაჩვენებელს ჰაბიტატები.

პლანეტის მიღმა ჰაბიტატებს უნდა შეეძლოთ საკუთარი თავის მონიტორინგი და საკუთარი თავის გამოსწორება, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც უახლოესი ადამიანი მილიონობით მილის დაშორებით არის. და ამისათვის საჭიროა AI.

საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურზე ახლახან გაშვებულმა სისტემამ შეიძლება შექმნას ხელოვნური ინტელექტის ჰაბიტატის მონიტორინგის საფუძველი. ბოშის SoundSee სისტემა შედგება ტვირთამწეობისგან, რომელიც შეიცავს 20 მიკროფონს, კამერას და გარემოს სენსორს ტემპერატურის, ტენიანობის და წნევის ჩასაწერად. ეს სენსორები აგროვებენ მონაცემებს გარემოს შესახებ, განსაკუთრებით აკუსტიკური ინფორმაცია, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას პრობლემების დასაფიქსირებლად.

„თუ წარმოიდგენთ, რომ სადგურში გაჟონვაა, არა მხოლოდ იქნება ულტრაბგერითი ტონები, არამედ წნევის დაკარგვაც“, - განმარტა Bosch-ის მკვლევარმა ჯონათან მაკოსკიმ. „თუ ჩვენ ვხედავთ როგორც წნევის დაქვეითებას, ასევე ულტრაბგერითი ტონს და სხვა ფაქტორებს, ეს პრობლემის იდენტიფიცირების კონკრეტული გზაა.

რა თქმა უნდა, ISS-ში გაჟონვა ხმამაღალი, აშკარა და დრამატული იქნებოდა. მაგრამ მანქანების მრავალი მარცხი, განსაკუთრებით უპილოტო გარემოში, დროთა განმავლობაში თანდათანობითი დეგრადაციის გამო ხდება. ხელოვნური ინტელექტის გამოყენება შესაძლებელია ამ ნივთების შესაგრძნობად, თქვა SoundSee-ის მთავარმა მკვლევარმა სამარჯიტ დასმა და არა დამატებით მეტი ან უკეთესი სენსორები, არამედ სენსორული მონაცემების უფრო ეფექტური გამოყენებით დახვეწილი საძიებლად ნიმუშები.

”მანქანები უბრალოდ არ იშლება მაშინვე კარგიდან ცუდზე”, - თქვა დასმა. „დროთა განმავლობაში თანდათან ცვდება. იფიქრეთ სისტემაზე, რომლის მონიტორინგიც მოგინდებათ ISS-ში სარბენი ბილიკის მსგავსად. გადაცემათა კოლოფი ნელ-ნელა იშლება დროთა განმავლობაში მისი გამოყენებისას. ჩვენ, როგორც ადამიანებს, ვერ გავიგებთ, რომ იქ რაღაც არასწორედ ხდება, მაგრამ როცა ამას დროთა განმავლობაში თარგმნით მონაცემებად, ხელოვნური ინტელექტი შეძლებს შეამჩნიოს ის დახვეწილი ცვლილებები ნორმიდან გადახრისას.

არ წარმოიდგინოთ მომავალი ხომალდები და ჰაბიტატები, რომლებსაც მთლიანად აკონტროლებს ხელოვნური ინტელექტი, ან კიდევ უფრო უარესი ისეთი უხეში AI, როგორიც 2001 წლის HAL იყო. „სენსორები და ხელოვნური ხელოვნური ინტელექტი არ ჩაანაცვლებს ადამიანს და არ ავტომატიზირებს ყველაფერს“, - თქვა დასმა. "AI არის თავდაცვის ხაზი." მაკოსკი დათანხმდა: ”ჩვენ ვხედავთ ხელოვნურ ინტელექტს, როგორც ინსტრუმენტს, რომელიც საშუალებას აძლევს ახალ ნივთებს ისევე, როგორც მიკროსკოპმა ადამიანებს საშუალება მისცა, დაენახათ მიკროსკოპული ორგანიზმები.”

მარსის კოლონიზაცია შესაძლებელია

ყველა ამ გარემოთი და ლოგისტიკური სირთულეებით, შეიძლება ჩანდეს, თითქოს მარსზე ადამიანების გაგზავნა შორს არის, რომ აღარაფერი ვთქვათ იქ რაიმე სახის მუდმივი ან ნახევრად მუდმივი ბაზის შექმნაზე. მიუხედავად იმისა, რომ ეს სერიოზული გამოწვევებია, გადაწყვეტილებები არსებობს ხელოვნური ინტელექტის, რობოტიკისა და მამოძრავებელი მეთოდების სახით, რომლებიც ახლა ტესტირებას ახდენენ სამომავლო კოსმოსურ პროექტებში გამოსაყენებლად.

”მე მჯერა, რომ მარსის კოლონიზაცია არ არის ტექნოლოგიური, ეს ეკონომიკის საკითხია,” - თქვა კინგმა. „თუ ჩვენ გვქონდა რესურსი დასახარჯად, ჩვენ ვიცით რა უნდა აშენდეს და ვიცით როგორ ავაშენოთ. მაგრამ დოლარის ან ევროს რაოდენობა, რაც საჭიროა ამის გასაკეთებლად, შემაძრწუნებელია“.

საკმარისი დაფინანსებით, ჩვენ გვაქვს ცოდნა, რომ დავიწყოთ საკომუნიკაციო სისტემების შექმნა, ტრანსპორტირების შესაძლებლობა და მარსზე ჰაბიტატების შექმნა. კინგი დარწმუნებულია, რომ ეს შეიძლება მოხდეს ჩვენი სიცოცხლის განმავლობაშიც კი: „შეუზღუდავი რესურსების გათვალისწინებით, ჩვენ შეგვიძლია ამ ინფრასტრუქტურის მოწყობა ათწლეულში“.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• ამ შესანიშნავ ფორმას ცვლის რობოტს ერთ დღეს შეუძლია მარსზე გამგზავრება
• გაიცანით თამაშის შემცვლელი რობოტი, რომელსაც შეუძლია შესანიშნავად მიბაძოს ნებისმიერი ადამიანის სროლას
• მარსის წყლის რუკა დაგეხმარებათ მომავალი მისიებისთვის მდებარეობის არჩევაში
• NASA-ს თქვენი დახმარება სურს მარსის გრძელვადიანი საიდუმლოს ამოხსნაში
• საბოლოო შეხება: როგორ აძლევენ მეცნიერები რობოტებს ადამიანის მსგავს ტაქტილურ გრძნობებს