Todavía estamos a unos años de los lindos robots en Luna o Interestelar que ayudan a sus exploradores humanos. Pero si queremos construir una base fuera de la Tierra, la inteligencia robótica será esencial para reducir el costo y allanar el camino para los astronautas, argumenta Philip Metzger, ex físico investigador senior en el Centro Espacial Kennedy de la NASA.
En la última de una serie de tres partes sobre cómo preparar una base en la luna o un asteroide, Metzger habla sobre los pasos para preparar a los robots para el trabajo y qué barreras se interponen para lograrlo.
UT: Una tabla en su artículo de 2012 habla sobre los pasos de la industria lunar, comenzando con la teleoperación y una inteligencia robótica "similar a un insecto" y luego avanzando a través de unos pocos pasos para una "autonomía supervisada de cerca" (como un mouse) y eventualmente "Autonomía casi completa" (tipo mono) y "robótica autónoma" (tipo humano). ¿Qué tipo de desarrollos y cuánto tiempo / recursos se necesitarían para avanzar en estos pasos?
La mayoría de los avances en inteligencia artificial robótica se están realizando en software, pero también requieren avances en potencia informática. Mencionamos en el documento que realmente solo se necesita una robótica "similar a un ratón" para que tenga éxito en un entorno cercano a la Tierra. Necesitaremos robots que puedan recoger una tuerca y atornillarla sin que se ordene ningún movimiento desde la Tierra. Creo que ya estamos en una trayectoria para alcanzar estos niveles de autonomía para la robótica aquí en la Tierra. Me preocupa más el desarrollo de robots que se puedan hacer fácilmente en el espacio sin una extensa cadena de suministro. Por ejemplo, necesitamos inventar una forma simple de fabricar motores funcionales para los robots, minimizando las tareas de ensamblaje para los robots que fabrican los mismos motores que están en sí mismos.
Es muy difícil estimar cuánto tiempo llevará esto. Aquí hay algunas ideas orientadoras. Primero, la robótica y las tecnologías de fabricación ya están en una curva de crecimiento explosivo para la aplicación terrestre, por lo que podemos aprovechar los detalles de ese crecimiento a medida que rediseñamos las tecnologías para el espacio. En segundo lugar, no estamos hablando de inventar nuevas capacidades. Todo lo que estamos hablando de hacer en el espacio ya se está haciendo en la Tierra. Todo lo que tenemos que hacer es descubrir qué conjuntos de equipos funcionarán juntos como cadenas de suministro parciales utilizando recursos espaciales. Necesitamos desarrollar una secuencia de cadenas de suministro parciales, cada una más sofisticada que la anterior, cada una capaz de hacer una porción significativa de la masa de la siguiente. Requerirá innovación, pero es una innovación de menor riesgo porque ya tenemos que copiar la industria más sofisticada de la Tierra.
Tercero, tendemos a estimar que las cosas sucederán más rápido que a corto plazo, pero más lento que a largo plazo. Considere cuánta tecnología ha cambiado en los últimos 200 años, y estará de acuerdo en que no tomará otros 200 años para lograrlo. Creo que será mucho menos de 100 años. Apuesto a que se hará dentro de 50 años, y si nos esforzamos podríamos hacerlo en 20. De hecho, si realmente quisiéramos, y si invertimos el dinero, creo que podríamos hacerlo en 10. Pero Le digo a las personas de 20 a 50 años. No se preocupe si cree que es demasiado lento, porque la diversión de hacerlo puede comenzar de inmediato, y haremos cosas realmente geniales en el espacio mucho antes de que se complete la cadena de suministro.
UT: ¿Es realmente más barato y científicamente viable tener una flota robótica de naves espaciales que los humanos, dados los costos de desarrollo y las dificultades de hacer que los robots sean tan eficientes para hacer el trabajo como humanos?
La vida biológica necesita un lugar como el planeta Tierra. Los humanos necesitan más que eso; También necesitamos una cadena alimentaria, y en el análisis final necesitamos una ecología completa de organismos en red interdependientes entre sí. Y si queremos ser más que cazadores y recolectores, entonces la civilización requiere aún más que eso. Requerimos la cadena de suministro industrial: todas las herramientas y máquinas y fuentes de energía que hemos desarrollado en los últimos 10,000 años.
Cuando salimos de la Tierra, necesitamos no solo respirar una lata de aire para replicar las condiciones físicas de nuestro planeta. Necesitamos el beneficio de todo el ecosistema y toda la base industrial para apoyarnos. Hasta ahora nos hemos mantenido cerca de la Tierra, por lo que nunca hemos realmente "cortado los lazos hoscos de la Tierra". Llevamos un suministro de consumibles de alimentos y piezas de repuesto de la Tierra con nosotros, y enviamos cohetes a la estación espacial cuando necesitamos más. Incluso los planes para colonizar Marte dependen de los envíos regulares de cosas desde la Tierra. Estas son las cosas que hacen que sea caro poner humanos en el espacio.
Los robots, por otro lado, pueden adaptarse para vivir en el entorno espacial sin nada más de la Tierra. Pueden convertirse en la ecosfera y la cadena de suministro en el espacio que los humanos requerimos. Bajo nuestra guía, pueden transformar cualquier entorno de forma análoga a cómo la vida ha transformado la Tierra. Pueden producir aire, purificar el agua y construir hábitats y plataformas de aterrizaje. Luego, cuando lleguemos, será mucho menos costoso y también será más seguro. Y esto nos liberará para pasar nuestro tiempo en el espacio haciendo las cosas que nos hacen excepcionalmente humanos. A largo plazo, los robots harán que el espacio sea mucho más barato para los humanos.
Pero sí, a corto plazo hay cosas que podemos hacer de manera más asequible en el espacio saltando el desarrollo de la industria robótica. Podemos disparar misiones de salida a varios lugares, y cuando hayamos terminado, podemos regresar a casa antes de que todos mueran. Pero eso no cumple nuestro gran potencial como especie. No lleva a la civilización al siguiente nivel. No permite la investigación científica con un billón de veces el presupuesto que tenemos hoy. No salva a nuestro planeta del uso excesivo y la contaminación industrial. No eleva a toda la humanidad al nivel de vida que muchos de nosotros estamos disfrutando en el oeste. No hace que nuestra existencia sea segura en la galaxia. No terraforma nuevos mundos. No nos lleva a otras estrellas. Todas estas cosas serán posibles para casi ninguna inversión adicional una vez que paguemos el pequeño costo de la industria de arranque en nuestro sistema solar. Vale la pena el costo.
UT: Estamos viendo una impresora tridimensional en la Estación Espacial Internacional, y la Agencia Espacial Europea ha hablado seriamente sobre el uso de esta tecnología en la Luna. ¿Qué tan cerca estamos de hacer esto realmente?
Sé de varios otros grupos que también están desarrollando impresoras 3D que podrían funcionar en la Luna o Marte para imprimir cosas directamente desde el regolito. El KSC Swamp Works está siguiendo un enfoque tecnológico y ha construido un prototipo, y el profesor Behrokh Khoshnevis de la Universidad del Sur de California está buscando otro enfoque y ya ha impreso muchas cosas. Mi amigo Jason Dunn, quien fundó Made In Space, que puso la impresora 3D en la EEI, tiene otro concepto que persiguen. Mis amigos de la NASA me han dicho que esto es saludable, que tiene una cartera de tecnologías para perseguir en lugar de solo una.
Para estar listo para las misiones en el espacio, tienes que hacer más que probar cosas en un laboratorio. Debe realizar pruebas en aeronaves de gravedad reducida para ver si los materiales como el regolito fluirán correctamente, en cámaras de vacío para asegurarse de que nada se sobrecaliente o se atasque, y en lugares de campo accidentados como un desierto o un volcán para detectar problemas de polvo u otros efectos inesperados Después de eso, está listo para comenzar a diseñar la versión real que va al espacio, para hacer la prueba de calificación final donde la agita y la hornea hasta la muerte, para ensamblar y probar la versión de vuelo, y para lanzarla.
Así que hay años de trabajo por delante antes de todo lo que se hace. La dirección de la NASA es poner humanos en Marte a mediados de 2030, por lo que también tenemos tiempo y no hay prisa. Si comenzamos a poner en marcha la industria espacial en la región del espacio cercana a la Tierra en paralelo con la preparación para una campaña de Marte, entonces probablemente comenzaremos a probar impresoras regolith en los sitios de campo y hacerlos interoperables con otros equipos antes de que la NASA los necesite actualmente.
UT: ¿Cuáles son las principales barreras para la exploración robótica en la Luna y más allá?
El presupuesto es la única barrera. Pero dando un paso atrás podríamos decir que la falta de visión es la única barrera porque si suficientes de nosotros entendemos lo que ahora es posible en el espacio y cuán revolucionario será para la humanidad, entonces no habrá falta de presupuesto.
UT: ¿Hay algo más que quisieras agregar que aún no he mencionado?
Vivimos en un momento muy emocionante cuando se nos abren estas posibilidades. Es emocionante pensar en el mundo que verán nuestros nietos, y es emocionante pensar en lo que podemos hacer para lograrlo.
Cada vez que hablo sobre este tema, los jóvenes de la audiencia aparecen y comienzan a preguntar qué pueden hacer para involucrarse en la industria espacial. Me dicen que así es como quieren pasar sus vidas. Obtiene esa respuesta porque es muy convincente, muy lógico y muy correcto.
Este es el tercero de una serie de tres partes sobre la construcción de una base espacial. Hace dos días: ¿Por qué la mía en la luna o un asteroide? Ayer: ¿Cuánto dinero tomaría?
