Wir sind noch ein paar Jahre von den niedlichen Robotern entfernt Mond oder Interstellar das hilft ihren menschlichen Entdeckern. Wenn wir jedoch eine Basis außerhalb der Erde errichten wollen, ist Roboterintelligenz unerlässlich, um die Kosten zu senken und den Weg für Astronauten zu ebnen, argumentiert Philip Metzger, ehemaliger leitender Forschungsphysiker am Kennedy Space Center der NASA.
Im letzten Teil einer dreiteiligen Serie über die Vorbereitung einer Basis auf dem Mond oder einem Asteroiden spricht Metzger über die Schritte, um Roboter für die Arbeit vorzubereiten, und welche Hindernisse dem im Wege stehen.
UT: In einer Tabelle in Ihrem Papier von 2012 werden die Schritte der Mondindustrie beschrieben, angefangen bei der Teleoperation und einer „insektenähnlichen“ Roboterintelligenz bis hin zu einigen Schritten zur „eng überwachten Autonomie“ (mausähnlich) und schließlich "Fast vollständige Autonomie" (affenartig) und "autonome Robotik" (menschenähnlich). Welche Art von Entwicklungen und wie viel Zeit / Ressourcen würde es dauern, um diese Schritte zu durchlaufen?
Die meisten Fortschritte bei der künstlichen Intelligenz von Robotern werden in Software erzielt, erfordern jedoch auch Fortschritte bei der Rechenleistung. Wir haben in dem Artikel erwähnt, dass wirklich nur "mausähnliche" Robotik benötigt wird, um in einer erdnahen Umgebung erfolgreich zu sein. Wir brauchen Roboter, die eine Mutter aufnehmen und an einem Bolzen festschrauben können, ohne dass jede Bewegung von der Erde befohlen wird. Ich glaube, wir sind auf dem Weg, diese Autonomiestufen bereits für die Robotik hier auf der Erde zu erreichen. Ich bin mehr besorgt über die Entwicklung von Robotern, die ohne umfangreiche Lieferkette problemlos im Weltraum hergestellt werden können. Zum Beispiel müssen wir eine einfache Methode erfinden, um Funktionsmotoren für die Roboter herzustellen und die Montageaufgaben für Roboter zu minimieren, die dieselben Motoren herstellen, die an sich sind.
Es ist sehr schwer abzuschätzen, wie lange dies dauern wird. Hier sind einige Leitideen. Erstens befinden sich Robotik- und Fertigungstechnologien bereits auf einer explosiven Wachstumskurve für terrestrische Anwendungen, sodass wir auf den Spuren dieses Wachstums reiten können, wenn wir die Technologien für den Weltraum neu einsetzen. Zweitens geht es nicht darum, neue Fähigkeiten zu erfinden. Alles, worüber wir im Weltraum sprechen, wird bereits auf der Erde getan. Alles, was wir tun müssen, ist herauszufinden, welche Ausrüstungssätze zusammen als Teilversorgungsketten unter Verwendung von Weltraumressourcen funktionieren. Wir müssen eine Folge von Teilversorgungsketten entwickeln, von denen jede komplexer als die andere ist und die jeweils einen signifikanten Teil der Masse der nächsten ausmachen kann. Es wird Innovation erfordern, aber es ist eine Innovation mit geringerem Risiko, da wir bereits die anspruchsvollere Industrie der Erde kopieren müssen.
Drittens neigen wir dazu zu schätzen, dass die Dinge kurzfristig schneller als kurzfristig, aber langsamer als langfristig ablaufen werden. Überlegen Sie, wie stark sich die Technologie in den letzten 200 Jahren verändert hat, und Sie werden zustimmen, dass es keine weiteren 200 Jahre dauern wird, bis dies erreicht ist. Ich denke, es wird viel weniger als 100 Jahre sein. Ich wette, es wird innerhalb von 50 Jahren fertig sein, und wenn wir uns anstrengen, könnten wir es in 20 schaffen. Wenn wir es wirklich wollten und wenn wir das Geld aufbringen, denke ich, könnten wir es in 10 schaffen. Aber Ich erzähle Leuten 20 bis 50 Jahre. Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie der Meinung sind, dass dies zu langsam ist, da der Spaß daran sofort beginnen kann und wir lange vor Abschluss der Lieferkette wirklich coole Dinge im Weltraum tun werden.
UT: Ist es wirklich billiger und wissenschaftlich tragfähig, eine Roboterflotte von Raumfahrzeugen als Menschen zu haben, angesichts der Entwicklungskosten und der Schwierigkeiten, die Roboter so effizient zu machen wie Menschen?
Das biologische Leben braucht einen Ort wie den Planeten Erde. Menschen brauchen mehr als das; Wir brauchen auch eine Nahrungskette, und letztendlich brauchen wir eine ganze Ökologie vernetzter Organismen, die voneinander abhängig sind. Und wenn wir mehr als Jäger und Sammler sein wollen, dann erfordert die Zivilisation noch mehr. Wir brauchen die industrielle Lieferkette: alle Werkzeuge, Maschinen und Energiequellen, die wir in den letzten 10.000 Jahren entwickelt haben.
Wenn wir die Erde verlassen, müssen wir nicht nur einen Luftkanister zum Atmen nehmen, um die physischen Bedingungen unseres Planeten nachzubilden. Wir brauchen den Nutzen des gesamten Ökosystems und der gesamten industriellen Basis, um uns zu unterstützen. Bisher sind wir nahe an der Erde geblieben, also haben wir nie wirklich „die mürrischen Bindungen der Erde durchtrennt“. Wir nehmen einen Verbrauchsmaterialvorrat an Nahrungsmitteln und Ersatzteilen von der Erde mit und schicken Raketen zur Raumstation, wenn wir mehr brauchen. Sogar Pläne zur Kolonisierung des Mars hängen von regelmäßigen Lieferungen von Dingen von der Erde ab. Dies sind die Dinge, die es teuer machen, Menschen in den Weltraum zu bringen.
Roboter hingegen können an das Leben in der Weltraumumgebung angepasst werden, ohne dass mehr von der Erde kommt. Sie können die Ökosphäre und die Lieferkette im Weltraum werden, die wir Menschen brauchen. Unter unserer Anleitung können sie jede Umgebung analog dazu verändern, wie das Leben die Erde verändert hat. Sie können Luft erzeugen, Wasser reinigen und Lebensräume und Landeplätze bauen. Wenn wir dann ankommen, wird es weitaus günstiger und auch sicherer. Und dies gibt uns die Freiheit, unsere Zeit im Weltraum zu verbringen und die Dinge zu tun, die uns einzigartig menschlich machen. Langfristig werden Roboter den Platz für Menschen erheblich billiger machen.
Aber ja, kurzfristig gibt es Dinge, die wir im Weltraum günstiger machen können, indem wir die Entwicklung der Roboterindustrie überspringen. Wir können Ausfallmissionen an verschiedenen Orten abschießen, und wenn wir fertig sind, können wir nach Hause zurückkehren, bevor alle sterben. Aber das erfüllt unser großes Potenzial als Spezies nicht. Es bringt die Zivilisation nicht auf die nächste Ebene. Es ermöglicht keine wissenschaftliche Forschung mit dem milliardenfachen Budget, das wir heute haben. Es rettet unseren Planeten nicht vor Überbeanspruchung und industrieller Verschmutzung. Es bringt nicht die gesamte Menschheit auf den Lebensstandard, den viele von uns im Westen genießen. Es macht unsere Existenz in der Galaxie nicht sicher. Es terraformiert keine neuen Welten. Es bringt uns nicht zu anderen Sternen. All diese Dinge werden für fast keine zusätzlichen Investitionen möglich sein, wenn wir die winzigen Kosten der Bootstrapping-Industrie in unserem Sonnensystem bezahlen. Es ist die Kosten wert.
UT: Wir sehen einen 3D-Drucker auf der Internationalen Raumstation, und die Europäische Weltraumorganisation hat ernsthaft über die Verwendung dieser Technologie auf dem Mond gesprochen. Wie nah sind wir daran, dies tatsächlich zu tun?
Ich kenne mehrere andere Gruppen, die ebenfalls 3D-Drucker entwickeln, die auf dem Mond oder dem Mars arbeiten können, um Dinge direkt aus Regolith zu drucken. Die KSC Swamp Works verfolgen einen technologischen Ansatz und haben einen Prototyp gebaut, und Professor Behrokh Khoshnevis von der University of Southern California verfolgt einen anderen Ansatz und hat bereits viele Dinge gedruckt. Mein Freund Jason Dunn, der Made In Space gegründet hat und den 3D-Drucker in die ISS integriert hat, verfolgt ein anderes Konzept. Meine Freunde von der NASA haben mir gesagt, dass dies gesund ist und dass sie nicht nur eine, sondern ein Portfolio von Technologien verfolgen müssen.
Um für Missionen im Weltraum bereit zu sein, müssen Sie mehr tun, als Dinge in einem Labor zu testen. Sie müssen Tests in Flugzeugen mit verringerter Schwerkraft durchführen, um festzustellen, ob die Materialien wie Regolith ordnungsgemäß fließen, in Vakuumkammern, um sicherzustellen, dass nichts überhitzt oder blockiert wird, und an rauen Feldstandorten wie einer Wüste oder auf einem Vulkan, um nach Staubproblemen oder anderen Problemen zu suchen unerwartete Auswirkungen. Danach können Sie mit dem Entwerfen der aktuellen Version beginnen, die in den Weltraum geht, die endgültigen Qualifikationstests durchführen, bei denen Sie sie schütteln und halb zu Tode backen, die Flugversion zusammenbauen, testen und starten.
Es stehen also Jahre der Arbeit bevor, bevor alles erledigt ist. Die NASA hat die Anweisung, die Menschen bis Mitte der 2030er Jahre auf den Mars zu bringen. Wir haben also auch Zeit und es gibt keine Eile. Wenn wir damit beginnen, die Weltraumindustrie in der erdnahen Region des Weltraums parallel zur Vorbereitung auf eine Mars-Kampagne zu booten, werden wir wahrscheinlich damit beginnen, Regolithdrucker an Feldstandorten zu testen und sie früher mit anderen Geräten interoperabel zu machen, als die NASA sie derzeit benötigt.
UT: Was sind die Haupthindernisse für die Erforschung von Robotern auf dem Mond und darüber hinaus?
Das Budget ist das einzige Hindernis. Wenn wir jedoch einen Schritt zurücktreten, könnten wir sagen, dass mangelnde Sicht das einzige Hindernis ist, denn wenn genug von uns verstehen, was jetzt im Weltraum möglich ist und wie revolutionär es für die Menschheit sein wird, wird es keinen Mangel an Budget geben.
UT: Gibt es noch etwas, das Sie hinzufügen möchten und das ich noch nicht erwähnt habe?
Wir leben in einer sehr aufregenden Zeit, in der uns diese Möglichkeiten eröffnet werden. Es ist aufregend, über die Welt nachzudenken, die unsere Enkelkinder sehen werden, und es ist aufregend darüber nachzudenken, was wir tun können, um dies zu erreichen.
Immer wenn ich zu diesem Thema spreche, kommen die jungen Leute im Publikum und fragen, was sie tun können, um sich in der Raumfahrtindustrie zu engagieren. Sie sagen mir, dass sie so ihr Leben verbringen wollen. Es erhält diese Antwort, weil es so überzeugend, logisch und richtig ist.
Dies ist der dritte Teil einer dreiteiligen Serie über den Aufbau einer Weltraumbasis. Vor zwei Tagen: Warum meine auf dem Mond oder ein Asteroid? Gestern: Wie viel Geld würde es kosten?
