Fremtidige Mars -oppdrag: Kan mennesker Trump -roboter?

Et scoop and scramble Mars -prøve returoppdrag har lenge vært søkt av det vitenskapelige samfunnet. (Bildekreditt: Wickman Spacecraft & Propulsion)

I flere tiår har forskere støttet ideen om å sende roboter for å samle Mars -bergarter og returnere dem til jorden, et prosjekt som burde være mulig i god tid før mennesker knuser støvlene sine inn i de fjerne sanddynene på den røde planeten.

Ideen om å lande, øse opp og hente tilbake til vår verden eksemplarer fra den spennende kloden har lenge blitt godkjent som den hellige gral av forløperoppdrag av Mars leteplanleggere.

Dette synet ble gjentatt i slutten av september av en sammendragsrapport fra NASAs Mars Program Planning Group (MPPG). Tidligere NASA-programleder Orlando Figueroa ledet teamet med blått bånd av MPPG-medlemmer som hadde til oppgave å omformulere byråets Mars Exploration Program.

Andre eksperter stiller spørsmål ved om roboter skal gjøre en jobb som kan være bedre egnet for menneskelige astronauter. [De feteste Mars -oppdragene i historien]

Rapporter funn

Et MPPG -mål var å utforske alternativer og alternativer for å skape et meningsfylt samarbeid mellom vitenskap og menneskelig utforskning av Mars. Mer til poenget, de siste dype kuttene i budsjettet for Mars -leting ved NASA nødvendiggjorde en ny vurdering av Mars -robotutforskningsprogrammet.

Blant de oppsummerende rapportobservasjonene fant MPPG det Mars prøve retur arkitekturer tilbyr et 'lovende skjæringspunkt' mellom mål mellom menneskelig romfart, romfartsteknologi og robotiske undersøkelsesleirer.

I en pressemøte som presenterte sammendragsrapporten, sa NASAs John Grunsfeld, assisterende administrator for Science Mission Directorate, at prøveutbytte representerer den beste muligheten til å finne teknologiske synergier mellom programmene.

'Å sende et oppdrag for å dra til Mars og returnere en prøve ser mye ut som å sende et mannskap til Mars og returnere dem trygt. Det er en parallellitet av ideer der, 'sa han.

Bedre og billigere

Men er et robotgrav-og-dash-initiativ fra Mars en tydelig, praktisk og nødvendig innsats som går foran menneskelige oppdagelsesreisende som strever over Mars-landskapet? Og i hvilken grad kan rocketing back grab-bag-prøver hjelpe til med å tyde et mangeårig, sentralt spørsmål: Er det liv på Mars?

Et annet alternativ er å omgå robotsurrogater og la astronauter bringe tilbake Mars -varene selv. Videre, hvem sier at prøvene i det hele tatt må returneres til jorden?

'Jeg er uenig i den høye prioriteten ved retur av prøver,' sa astrobiolog Dirk Schulze-Makuch ved Washington State University i Pullman.

'Våre in-situ [on-spot] -funksjoner er så mye bedre i dag enn, la oss si under vikinglander (1970-årene),' sa Schulze-Makuch. 'Vi kan ta for oss med et in-situ-oppdrag om mikrobielt liv er tilstede på Mars.'

Eksempel på returoppdrag er så mye dyrere, sa Schulze-Makuch, 'og det eneste som ville være fordelaktig, etter mitt syn, er å få en absolutt aldersskala via radioaktiv datering av Mars-bergarter,' sa Schulze-Makuch, 'men fra en astrobiologisk synspunkt, ville [et] oppdrag på stedet være bedre og billigere. '

Et nytt NASA -mål har uttalt at fra nå av bør robotoppdrag også hjelpe til med å støtte fremtidige menneskelige oppdrag. Dette kravet vil bli tilfredsstilt av et robotoppdrag for å finne ut om det eksisterer liv på Mars, sa Schulze-Makuch.

'Et av de største spørsmålene som må løses før et menneskelig oppdrag kan startes, er om det eksisterer liv på Mars på Mars - både for å beskytte astronautene på Mars og planetbeskyttelseshensyn omvendt - og dette kan være best adressert med in-situ robotoppdrag, 'sa Schulze-Makuch.

Gjennom flere tiår har det blitt gjort en rekke tekniske vurderinger for å tegne hvordan man skal lobbe biter av Mars tilbake til jorden.(Bildekreditt: NASA/JPL)

Gjennomtenkt samling

'I overskuelig fremtid vil mest vitenskap gjort på planetariske overflater være geologisk, og det bør først og fremst sees på som et feltvitenskapelig foretak,' sa Kip Hodges, direktør ved School of Earth and Space Exploration ved Arizona State University i Tempe.

Til tross for suksessene til Apollo, Mars Exploration Rovers Spirit and Opportunity, og nå Curiosity, har vi virkelig veldig liten erfaring med planetarisk feltgeologi, sa Hodges.

'Derimot har vi nesten to århundrer med erfaring med feltgeologi på jorden,' sa Hodges til guesswhozoo.com. 'Mitt perspektiv er at vi bør bruke leksjonene vi har lært her for å informere om hvordan vi får mest mulig ut av våre sjeldne muligheter til å gjøre planetarisk feltgeologi på andre verdener.'

Når det gjelder prøvetaking, sa Hodges, terrestriske feltgeologer vet bedre enn å prøve tilfeldig, med mindre de har kapasitet til mange laboratoriestudier av mange prøver.

'Det virker svært lite sannsynlig at prøve retur fra Mars vil involvere et stort antall prøver eller store prøver,' sa Hodges, 'så gjennomtenkt samling av de beste, mest vitenskapelig informative prøvene er kritisk hvis den største vitenskapelige avkastningen er målet.'

Mobilitet på Mars

Den nylige landingen av Curiosity, mega-roveren for Mars, benyttet seg av et Sky Crane-konsept som kan vise seg nyttig i fremtiden for å plukke ned en prøve-returoppgave på den røde planeten.(Bildekreditt: NASA/JPL)

For Hodges betyr det å samle de riktige tingene på Mars at mobilitet på planeten er en forutsetning.

'Enten samlingen er gjort av teleopererte roboter eller mennesker på overflaten, er det viktig å få flere perspektiver for å etablere en detaljert geologisk kontekst før prøvetaking & hellip; og man kan ikke gjøre det med en enkel lander fordi du ville stole for mye på flaks, etter min mening, sa han.

Men når du først har mobilitet, er spørsmålet om et menneske eller en robot ville være bedre til å få deg konteksten, sa Hodges. Kan et menneske med støvler på overflaten gjøre det?

'Absolutt - det eksperimentet har allerede blitt utført her på jorden,' sa han. Hodges tror en dyktig teleoperatert robot også kunne gjøre det, gitt tilstrekkelig tid. Geologen er imidlertid ikke overbevist om at en autonom robot vil kunne gjøre det når som helst snart.

Bunnlinjen

'Spørsmålet om et robotisk eller menneskelig oppdrag vil gi bedre vitenskapelig avkastning, er godt fôr for argument,' sa Hodges og gikk til en konklusjon.

'Jeg vet ikke om et menneskelig oppdrag, gitt den sannsynlige varigheten av et første oppdrag, kan returnere' bedre 'prøver, men de kan sikkert samle bedre prøver raskere. Er det nok til å rettferdiggjøre et menneskelig oppdrag til Mars? Jeg tror det er feil spørsmål å stille, sa Hodges.

I stedet sa Hodges om det er de utallige ikke-vitenskapelige årsakene til menneskelig reise til Mars som vil rettferdiggjøre et slikt oppdrag før en robotisk prøveoppgave kan finansieres. [Bringing Pieces of Mars to Earth: How NASA Will Do It]

'Hvis svaret er ja, så kan vi for all del få gode prøver, og å inkludere vitenskap bør være en prioritet for det menneskelige oppdraget. Er det en vitenskapelig driver for menneskelig utforskning av Mars som kan brukes som eneste begrunnelse? Tvilsom. Kan det argumenteres for at et ubemannet prøveturoppdrag er avgjørende før vi sender mennesker? Jeg forstår virkelig ikke logikken bak påstanden, konkluderte Hodges.

Valg av nettsted

En annen vurdering er om et eksempel på et returoppdrag til Mars kan `` fly kvalifisere '' et nettsted før noen mennesker setter foten på den røde planeten, noe som viser at det er trygt å sende folk i kjølvannet.

'Absolutt ikke. Hvorfor skal det være - for å bekrefte at nettstedet ikke inneholder noen patogener? Det er latterlig, svarte Robert Zubrin, president for Mars Society med base i Lakewood, Colo.

'Mars -overflaten kan ikke støtte mikrobielt liv, fordi den ikke kan støtte flytende vann, og er badet i ultrafiolett,' sa Zubrin til guesswhozoo.com. 'Hvis det er liv på Mars, er det under jorden, i vannspeilet, som Mars -prøveoppdraget ikke vil nå.'

For å forstå den fulle virkningen av argumentet om 'forhåndskvalifisering av nettsteder', sa Zubrin 'det må bemerkes at de som går videre sier at de vil gjøre en prøve tilbake for å forsikre NASA om at et gitt nettsted er fritt for innfødt liv før vi sender astronauter dit . Faktisk, hvis Mars-prøve retur eller en annen sonde oppdaget et sted med liv på Mars, er det akkurat dit ethvert vitenskapsdrevet program ønsker å sende astronauter. '

Zubrin sa at han ser på prekvalifiseringsargumentet for Mars -prøvens returoppdrag som ikke bare feil, men absurd. 'Hvis det argumentet er nødvendig for å rettferdiggjøre Mars -retur av prøver, mangler dette oppdraget begrunnelse og bør ikke underholdes,' la han til.

Alternative robotoppdrag

Er prøve retur den beste måten å forfølge robotvitenskapelig utforskning av Mars, innenfor budsjettet til NASAs Mars leteprogram?

'Kanskje,' sa Zubrin. 'Det er absolutt mulig å foreslå alternative robotiske oppdragssett bestående av sortiment av bane, rovere, fly, [og] overflatenettverk & hellip; som kan gi en større vitenskapelig avkastning enn Mars -prøve -returoppdraget, mye tidligere. '

Likevel sa Zubrin at hvis vi planlegger menneskelig utforskning av den røde planeten, kan menneskelige oppdagelsesreisende returnere hundrevis av ganger mengden prøver, utvalgt langt mer klokt, fra tusenvis av ganger kandidaten bergarter, enn et robotisk prøve returoppdrag.

'Når det er sagt, hvis det vitenskapelige samfunn virkelig tror at en robot -Mars -prøve er så verdifull at det er verdt å ofre all den andre vitenskapen de kan gjøre med pengene, er det avgjørende at NASA utvikler den mest effektive Mars -prøven returplan, slik at prøven kan fås så raskt som mulig og med minst mulig utgifter til midler som kan brukes til andre typer Mars -letemisjoner, sier Zubrin.

Demens av byråkrati

Hvor lenge før mennesker vandrer over Mars -landskapet? Kunstnerens konsept skildrer besetningsmedlemmer som er involvert i prøveanalyse på Mars.(Bildekreditt: NASA/JSC)

Etter Zubrins oppfatning er den nylige MPPG -sammendragsrapporttilnærmingen til et returoppdrag fra Mars 'sannsynligvis det uplanlagte produktet av demens av byråkrati som fungerer som en sosial sykdom, snarere enn forsettlig galskap hos noen enkeltpersoner.'

MPPG-sammendragsvisningene, påpekte Zubrin, tilsynelatende skisserer et Mars-prøveoppdrag utført i åtte deler som inkluderer: 1) forhåndsland en stor rover for å samle og lagre prøver; 2) sende et Mars -oppstigende kjøretøy til Mars og utføre et overflatemøte med roveren eller cachen av prøver; 3) fly Mars -kjøretøyet for å gå i bane rundt den røde planeten og møte med et Solar Electric Propulsion (SEP) romfartøy; 4) fly SEP-romfartøyet tilbake til interplanetarisk rom nær jorden; 5) bygge en Lagrange -punktromstasjon (Lagrange -punkter er flekker i verdensrommet der den konkurrerende tyngdekraften til to kropper, for eksempel solen og jorden, avbrytes); 6) fly astronauter til Lagrange punktromstasjon; 7) sende astronauter fra en Lagrange punktromstasjon for å ta prøven fra SEP -romfartøyet og gå tilbake til Lagrange punktromstasjon og; 8) få astronautene til å returnere prøven fra Lagrange punktromstasjon til jorden.

Rapportens prøveplan for retur, Zubrin sa, foreskriver bruk av 'firdobbelt møte' for overflatemøter, Mars -bane -møte, dype rom -møter og Lagrange -punktstreff.

Alt i alt, sa Zubrin, bruker rapporten en Mars -returoppgave for å gi begrunnelse for et utvalg av nåværende NASA -hobbyhester.

'Kort sagt, hvis vi ønsker å få en prøve fra Mars, bør vi lage en plan for å få en prøve fra Mars på den enkleste, billigste, raskeste og mest direkte måten, og ikke la oppdraget bli til et juletre som du kan henge alle ornamenter i byråkratiets ønskeliste med ubrukelige og kostbare forsinkelser på flere tiår, avslutter Zubrin.

Leonard David har rapportert om romfartsindustrien i mer enn fem tiår. Han er en vinner av fjorårets National Space Club Press Award og tidligere sjefredaktør for National Space Society's Ad Astra og Space World magasiner. Han har skrevet for guesswhozoo.com siden 1999.