Con i veicoli spaziali robotici abbiamo esplorato, scoperto e ampliato la nostra comprensione del Sistema Solare e dell'Universo in generale. I nostri cinque sensi hanno da tempo raggiunto i loro limiti e non possono rivelare la presenza di nuovi oggetti o proprietà senza l'ausilio di sensori e ottiche straordinari. I dati vengono restituiti e trasformati in un formato che gli esseri umani possono interpretare.
Gli umani rimangono confinati nell'orbita terrestre bassa e sono trascorsi quarantatré anni dall'ultima volta che gli umani sono sfuggiti ai legami della gravità terrestre. Il budget della NASA è diviso tra sforzi umani e robotica e ogni anno c'è una lotta per trovare un equilibrio tra lo sviluppo di software e hardware per lanciare umani o trasportare surrogati robotici. Anno dopo anno, gli umani continuano a migliorare le capacità robotiche e l'intelligenza artificiale (A.I.) e con il passare degli anni diventa meno chiaro come ci adatteremo alla futura esplorazione del Sistema Solare e oltre.
Il 21 luglio 1969, Neil Armstrong fotografò Buzz Aldrin sulla Luna. Gli astronauti dell'Apollo 13 detengono il record di essere stati gli esseri umani più distanti dalla Terra: 249.205 miglia. Dal dicembre 1972, 42 anni, l'uomo più lontano che hanno viaggiato dalla Terra è di 347 miglia (equivalenti a SF a Los Angeles) - per servire il telescopio spaziale Hubble. Il Mars Science Laboratory, il Rover Curiosity risiede ad almeno 34 milioni di miglia e fino a 249 milioni dalla Terra, mentre la sonda Voyager 1 si trova a 12.141.887.500 miglia dalla Terra. Dopo aver viaggiato per miliardi di miglia e aver scrutato miliardi di anni luce nello spazio, i veicoli robotici della NASA hanno riscritto i libri di testo astronomici. (Crediti fotografici: NASA)
È una corsa a cui stiamo inconsapevolmente partecipando che ci mette contro le nostre invenzioni? E come le conseguenze del Kasparov contro la partita a scacchi Deep Blue , siamo destinati ad accettare una segregazione come necessaria? Consentire alla robotica, con o senza intelligenza artificiale, di fare ciò che sa fare meglio: esplorare lo spazio e altri mondi?
Nel maggio 1997, Garry Kasparov accettò una rivincita con Deep Blue e perse. Nei 17 anni successivi alla sconfitta, la potenza del supercalcolo è aumentata di un fattore di 50.000 (FLOPS). Inoltre, il software di scacchi è costantemente migliorato. I progressi nella robotica spaziale non si sono basati sulle prestazioni di calcolo, ma piuttosto sui costanti progressi in termini di affidabilità, archiviazione di memoria, nanotecnologia, scienza dei materiali, software e altro ancora. (Credito fotografico: Reuters)
Dovremmo continuare a trovare nuovi modi e modi migliori per collegarci ai nostri surrogati e apprezzare con maggiore dettaglio ciò che sentono e toccano? Considera quanto naturalmente i nostri figli si dedichino ai giochi e alla realtà virtuale e quanto sia difficile separarli dalla tecnologia. O è solo un preludio e siamo tutti antecedenti del futuro capitano Kirks e Jean Luc Picards?
Il budget della NASA 2015 approvato il 13 dicembre 2014, come parte del Risoluzione continua e fattura omnibus (HR 83) . Ciascun segmento del grafico elenca i fondi assegnati, la percentuale del budget totale, la variazione percentuale relativa al budget 2014 della NASA e la variazione percentuale relativa alla richiesta di budget 2015 della Casa Bianca. (Credito: T.Reyes)
Circa il 55% del budget della NASA è nel regno del volo spaziale umano (HSF). Ciò include fondi specifici per Orion e SLS e mezze misure di segmenti di supporto dell'agenzia NASA, come Cross-Agency Support, Construction e Maintenance. Al contrario, gli stanziamenti per le missioni robotiche – sviluppo di progetti, operazioni, R&S – rappresentano il 39% del bilancio.
L'appropriazione di fondi ha sempre favorito il volo spaziale umano, principalmente perché HSF richiede sistemi più costosi, più pesanti e più complessi per mantenere gli esseri umani nell'ambiente ostile dello spazio. E mentre i budget della NASA non sono quasi ponderati 2 a 1 a favore del volo spaziale umano, pochi contesterebbero che il ritorno sull'investimento (ROI) sia superiore a 2 a 1 a favore dell'esplorazione dello spazio guidata dai robot. E molti si farebbero beffe di questo rapporto e ribatterebbero che 3 a 1 o 4 a 1 è più vicino al vantaggio che i robot hanno sugli umani.
Per gli appassionati della NASA, l'amministratore della NASA Charles Bolden e il rappresentante del Texas Lamar Smith, presidente del Comitato per la scienza, lo spazio e la tecnologia al 113° Congresso, hanno aumentato la copertura di CSPAN a momenti di grande drammaticità. Le linee delle domande e del processo decisionale definiscono la linea nella sabbia tra Capital Hill e la visione della Casa Bianca del futuro della NASA. (Credito: CSPAN, Getty Images)
La politica gioca un ruolo significativamente maggiore nella scelta degli stanziamenti per HSF rispetto alle missioni robotiche. Quest'ultimo è distribuito tra progetti e operazioni a budget ridotto e HSF ha sempre coinvolto programmi grandi e costosi della durata di decenni. I grandi programmi attirano l'interesse dei funzionari pubblici che vogliono portare capitali e posti di lavoro nei loro distretti o stati.
Gli stanziamenti della NASA sono ulteriormente complicati da una spaccatura tra la Casa Bianca e Capitol Hill lungo le linee del partito. La Casa Bianca, controllata dai democratici, ha favorito la robotica e l'uso dell'impresa privata per far avanzare la NASA, mentre i repubblicani sulla collina hanno sostenuto i grandi progetti di volo spaziale umano; ulteriori complicazioni sono dovute alle divisioni politiche sulla questione del cambiamento climatico. Il modo in cui le due parti trattano la NASA è almeno l'opposto di come il pubblico percepisce le piattaforme del partito: governo più piccolo o più programmi sociali, meno spesa e sostegno all'impresa privata. Questo tiro alla fune è chiaramente visibile nel grafico a torta del budget della NASA.
La Camera ha ridotto la richiesta della Casa Bianca per NASA Space Technology del 15%, aumentando i fondi per Orion e SLS del 16%. Space Technology rappresenta i fondi che la NASA utilizzerebbe per sviluppare l'Asteroid Redirect Mission (ARM), che l'amministrazione Obama preferisce come base per il primo utilizzo di SLS come parte di una missione umana su un asteroide. Al contrario, la Camera ha stanziato 100 milioni di dollari per il concetto di missione Europa. A causa dei ritardi nello sviluppo di Orion e SLS e del finanziamento anemico di ARM, il primo utilizzo di SLS potrebbe essere quello di inviare una sonda a Europa.
Mentre gli stanziamenti di HSF per Space Ops & Exploration (effettivamente HSF) sono aumentati del ~6% - $ 300 milioni, NASA Science ha guadagnato ~ 2% - $ 100 milioni rispetto agli stanziamenti del 2014; infine stabilito dai legislatori di Capitol Hill. La Planetary Society, che è la più strenua sostenitrice della Science Mission Directorate (SMD), ha espresso soddisfazione per il fatto che il budget di Planetary Science abbia quasi raggiunto i $ 1,5 miliardi raccomandati. Tuttavia, l'aumento viene fornito con l'obbligo di utilizzare 100 milioni di dollari per lo sviluppo del concetto di Europa ed è anche in contrasto con i tagli in altri segmenti del budget SMD.
Si noti inoltre che la NASA Education and Public Outreach (EPO) ha ricevuto un impulso significativo da Capital Hill, controllata dai repubblicani. Oltre al finanziamento specifico – un aumento del 2% rispetto al 2014 e del 34% rispetto alla richiesta della Casa Bianca, ci sono 42 milioni di dollari dati specificamente alla Science Mission Directorate (SMD) per l'EPO. L'amministrazione Obama ha tentato di ridurre l'EPO della NASA a favore di un approccio consolidato del governo per migliorare l'efficacia e ridurre il governo.
La spinta a esplorare oltre l'orbita terrestre e a mettere piede su nuovi mondi non è solo una questione di finanze. In retrospettiva, non si trattava affatto di finanze e le nostre catene rimanenti sulla Terra erano una scelta di visione. Oggi i politici e gli amministratori non possono proclamare 'Rifacciamoci! Facciamo uno Shuttle migliore o una stazione spaziale migliore.' Non c'è altra scelta che andare oltre l'orbita terrestre, ma dove?
Da una capsula Soyuz, lo Space Shuttle Endeavour, durante la spedizione 27, è attraccato alla ISS, a 220 miglia sopra la Terra. Prima ancora che l'Apollo 11 atterrasse sulla Luna, erano in corso i piani per la navicella spaziale di prossima generazione che avrebbe abbassato il costo del volo spaziale umano e reso i viaggi di routine. Sono trascorsi quarant'anni dall'ultimo lancio del razzo Saturn e quattro anni dall'ultimo Shuttle. I legislatori di Capital Hill sembrano pronti ad accettare un sostituto dello Shuttle che, sebbene intrinsecamente più sicuro, costerà 600 milioni di dollari per lancio escluso il costo del carico utile. Lo Space Launch System (SLS) è destinato a servire sia il volo spaziale umano che le missioni robotiche. (Credito fotografico: NASA)
Mentre il Programma della Stazione Spaziale Internazionale , guidata dalla NASA, ora mantiene una presenza umana continua nello spazio, sempre più persone si chiedono: 'perché non siamo ancora arrivati?' fluttuante nel vuoto dell'orbita terrestre bassa. La risposta ora risiede nei musei e nell'habitat in orbita attorno alla Terra ogni 90 minuti.
Il programma Space Shuttle in pensione e la Stazione Spaziale Internazionale rappresentano i fondi spesi per il volo spaziale umano negli ultimi 40 anni, che è equivalente ai fondi e al tempo necessari per inviare esseri umani su Marte. Alcuni sosterrebbero che i fondi e il tempo spesi avrebbero potuto significare più missioni umane su Marte e forse anche una presenza permanente. Ma il programma di volo spaziale umano americano ha scelto un percorso meno costoso, uno più realizzabile: stare vicino a casa.
Marte, il pianeta proibito? No. Il fantastico pianeta? Sì. presentimento? Forse. L'esposizione alle radiazioni, incidenti elettronici o meccanici e anni di gravità zero o bassa sono i pericoli che affrontano i primi esploratori di Marte. Ma la visione dell'umanità di atterrare su Marte rimane solo illustrazioni degli anni '50 e '60. Pochi eletti – navigatori Mars Rover – hanno sperimentato la superficie di Marte nella realtà virtuale. (Crediti fotografici: Franklin Dixon, 12 giugno 1964 (a sinistra), MGM (a destra))
Alla fine, l'obiettivo è Marte. Gli amministratori della NASA e altri si sono sentiti a proprio agio con questa proclamazione. Tuttavia, alcuni direbbero che è trattata più come una rassegnazione. I presidenti hanno definito gli obiettivi del volo spaziale umano e poi li hanno ridefiniti. La Luna, i punti lagrangiani o gli asteroidi come waypoint per far atterrare gli umani su Marte. Piani parziali e tabelle di marcia sono stati elaborati dalla NASA e ora i politici hanno imposto una tabella di marcia. E i politici hanno forzato la continuazione dello sviluppo di un grande razzo; uno che ha bisogno di un percorso chiaro per giustificare il suo costo per i contribuenti. Uno ha bisogno di un grosso razzo per andare ovunque oltre l'orbita terrestre bassa. Tuttavia, la cancellazione del programma Constellation - per costruire il sostituto dello Shuttle e una nuova navicella spaziale a misura d'uomo - ha comportato ritardi e ancora più sforamento dei costi.
Durante i dieci anni trascorsi per sostituire lo Space Shuttle, con almeno altri cinque anni rimanenti, si sono verificati eventi al di fuori del controllo della NASA e del governo federale. L'impresa privata sta sviluppando diversi nuovi approcci per trasferire i carichi utili nell'orbita terrestre e oltre. Più paesi hanno accettato la sfida. A capo di questa attività, indipendentemente dai piani della NASA o di Washington, è stata la Space Exploration Technologies Corporation ( spazioX ).
Il lancio di uno SpaceX Falcon 9 è previsto per martedì 5 dicembre 2015 e includerà il ritorno sulla Terra del nucleo del Falcon di primo stadio. I precedenti tentativi hanno fatto atterrare il nucleo nell'Atlantico mentre quest'ultimo tentativo utilizzerà una chiatta per tentare un recupero completo. Il successo dell'atterraggio morbido e del riutilizzo dei nuclei Falcon rappresenterà una pietra miliare nella storia dei voli spaziali. (Crediti fotografici: SpaceX)
Falcon 9 di SpaceX e presto Falcon Heavy rappresentano alternative a quanto originariamente previsto nel programma Constellation con Ares I e Ares V. Falcon Heavy non avrà la capacità di un Ares V ma a circa $ 100 milioni per volo contro $ 600 milioni per volo per quello che Ares V è diventato - lo Space Launch System (SLS) - c'è chi sostiene che 'il tempo è scaduto'. La NASA ha impiegato troppo tempo e il costo di SLS non è giustificabile ora che l'impresa privata ha sviluppato qualcosa di più economico e fatto così più velocemente. Falcon Nine e Heavy sono 'migliori', come nel proclama dell'amministratore della NASA Dan Golden: 'Più veloce, migliore, più economico'? È migliore della tecnologia SLS? È meglio semplicemente perché è più economico sollevare ogni chilo di carico utile? È meglio perché arriva pronto per l'uso prima di SLS?
Gli esseri umani dipenderanno sempre da veicoli di lancio robotici, capsule e habitat carichi di meraviglie tecnologiche per rendere possibile il nostro volo spaziale. Tuttavia, una volta usciti dall'orbita terrestre e verso altri mondi, cosa faremo? Da Carl Sagan a Steve Squyres, gli scienziati della NASA hanno affermato che un astronauta addestrato potrebbe fare in poche settimane ciò che i rover su Marte hanno impiegato anni per realizzare. Quanto durerà tutto questo ed è proprio vero?
Uomo contro macchina? Tutte le missioni, che si tratti di voli spaziali robotici o umani, avvantaggiano l'umanità, ma la domanda è: come si inseriranno gli stivali umani nell'esplorazione dell'universo che la robotica ha reso possibile. (Crediti fotografici: NASA, Illustrazione – J.Schmidt)
Da quando il campione di scacchi Garry Kasparov è stato sconfitto da Deep Blue di IBM, ci sono stati 8 periodi di due anni che rappresentano il raddoppio dei transistor nei circuiti integrati. Questo è un fattore di 256. Probabilmente, i computer sono diventati 100 volte più potenti negli anni 17. Ma la robotica non è solo elettronica. È la confluenza di diverse tecnologie che si sono sviluppate costantemente nel corso dei 40 anni in cui la tecnologia Shuttle si è fermata e per almeno 20 anni i progetti della Stazione Spaziale sono stati bloccati nelle scelte tecnologiche. Altrettanto importanti sono i progressi nella scienza dei materiali, nelle nanotecnologie, nell'elettro-ottica e nello sviluppo di software.
Mentre il processo decisionale umano è stato in grado di far girare le ruote e quindi fare scelte sbagliate ed errori logistici, lo sviluppo della robotica nel suo insieme è un colosso. Mentre gli stanziamenti per il volo spaziale umano hanno sempre superato la robotica, i progressi nella robotica sono stati guidati da investimenti del governo in numerose agenzie e da imprese private. Il noto futurista e inventore Ray Kurzweil che predice l'arrivo del Singolarità intorno al 2045 (la sua data di arrivo non è esatta) ha sottolineato che il superamento dell'intelletto umano da parte delle macchine è inevitabile a causa della 'Legge dei ritorni accelerati'. Lo sviluppo tecnologico è un colosso.
Nello stesso anno in cui fu fondata la NASA, il 1958, il termine Singularity fu usato per la prima volta dal matematico John von Neumann per descrivere l'arrivo dell'intelligenza artificiale che supera gli umani.
Inconsapevolmente, questa è la corsa a piedi in cui la NASA ha partecipato dalla sua creazione. I meccanismi e l'elettronica che hanno facilitato l'atterraggio degli uomini sulla superficie della Luna non hanno mai smesso di avanzare. E in quel lasso di tempo, le decisioni e i piani umani per la NASA non hanno mai smesso di vacillare o di bloccare la tecnologia esistente nei progetti; subendo ritardi e superamento dei costi prima di lanciare gli esseri umani nello spazio.
L'illustrazione di David Hardy del progetto Daedalus immaginato dalla British Interplanetary Society: un'astronave per viaggiare verso le stelle più vicine. I progressi nell'intelligenza artificiale e nella robotica portano a chiedersi chi risiederà all'interno di tali navi del futuro: surrogati robotici o esseri umani o qualcosa nel mezzo. (Credito: D. Hardy)
Quindi siamo destinati ad arrivare su Marte e vagare sulla sua superficie come geologi e biologi in pensione che vagano nel deserto con un bastone perforante o un martello da roccia? Abbiamo perso troppo tempo ed è passata la finestra in cui l'esplorazione umana può fare scoperte che la robotica non può realizzare in modo più rapido, migliore ed economico? Marte diventerà una colonia artistica in cui gli umani potranno sperimentare nuove albe e tramontare lune? O ci separeremo dai nostri surrogati robotici e apprezzeremo le nostre capacità limitate e andremo nell'Universo? O ci fonderemo mentalmente con la robotica e padroneggeremo la nostra biologia solo pochi istanti dopo aver mosso i nostri primi deboli passi oltre la Terra?
Un estratto della pagina 3 del modello di pianificazione della missione dell'agenzia FY15 della NASA ( AM PM [ Tutto quanto ]); un piano ventennale. Questa figura sottolinea l'elenco dei progetti e delle missioni pianificate per il volo spaziale umano (HEOMD), arancione, e la direzione della missione scientifica (SMD), verde, che rappresenta lo sviluppo e le missioni robotiche. L'elenco sbilenco è indicativo del vantaggio in termini di costi della robotica rispetto al volo spaziale umano. Le missioni robotiche ammonteranno a centinaia di anni di durata della missione combinata rispetto alle missioni HEOMD che sono ancora limitate a mesi da singoli astronauti in volo. (Credit: NASA)
Riferimenti:Il CROmnibus è qui con forti finanziamenti per NASA e NSF (AAS)
Ecco come la scienza planetaria spenderà i suoi $ 1,44 miliardi nel 2015 (Società planetaria)