Humano versus máquina. Quem deve dominar a exploração espacial?

Como podemos manter o interesse e a inspiração do público, ou cumprir nosso destino como humanos, sem visitar nossos vizinhos celestiais pessoalmente?”

As pegadas mais recentes na lua têm quase 50 anos, e novas marcas artificiais na superfície lunar foram feitas por rodas de um robô em vez de solas humanas.

Muitos cientistas espaciais, engenheiros e políticos argumentam que isso é uma coisa boa. A maioria dos astrônomos lhe dirá que praticamente qualquer coisa que um humano possa fazer em outro planeta, um robô pode fazer, só que mais barato e sem o risco de perder uma vida. Mas a batalha entre humanos e robôs pelo papel principal no próximo capítulo da exploração espacial ainda não está resolvida.

Os robôs fizeram toda a exploração planetária recente no sistema solar. Nas últimas décadas, rovers, landers e orbitadores visitaram a lua, asteroides e cometas, todos os planetas do sistema solar e muitas de suas luas também. Mas como o trabalho deles se compara ao dos astronautas humanos?

Os humanos possuem uma série de vantagens sobre os robôs. Eles podem tomar decisões rápidas em resposta a mudanças nas condições ou novas descobertas, em vez de esperar por instruções atrasadas da Terra. Eles são mais móveis do que os atuais robôs exploradores: os astronautas da Apollo 17 percorreram mais de 35 quilômetros em três dias, uma distância que levou oito anos para o rover Mars Opportunity. Os humanos podem perfurar amostras no subsolo e implantar instrumentos geológicos em grande escala, mas apesar dessas qualidades, muitos especialistas são céticos em relação ao argumento de que humanos são melhores no espaço.

As máquinas estão evoluindo

Quando o rover Curiosity da NASA pousou em Marte em 2012 e começou a explorar uma cratera, ele teve que ser constantemente guiado da Terra, para que não fosse impedido por grandes rochas, dunas de areia e trincheiras profundas. Por outro lado, o rover Perseverance da agência dos EUA, que pousou no planeta vermelho em 2021, pode evitar esses obstáculos com facilidade, graças ao uso de inteligência artificial. Possui seis câmeras de detecção de perigo, ou “HazCams”, das quais quatro estão na frente e duas na traseira. Em intervalos, o rover obtêm imagens estéreo que permitem analisar diferentes caminhos e escolher o melhor. Embora o Perseverance não possa identificar locais potencialmente interessantes e formações geológicas com IA, espera-se que uma capacidade cada vez mais inteligente se desenvolva antes do lançamento de um futuro rover de Marte não tão distante.

“Ninguém duvida que máquinas cada vez melhores possam funcionar no espaço de forma mais eficiente, menos dispendiosa e mais segura do que os humanos”, escrevem os astrônomos Donald Goldsmith e Martin Rees no início de sua instigante visão das próximas décadas no espaço. exploração. Seu novo livro – The End of Astronauts: Why Robots Are the Future of Exploration – defende controversamente a substituição de astronautas por robôs. “Mas eles podem igualar as habilidades dos exploradores humanos?” eles perguntaram. “E essa pergunta pede uma questão mais importante: como podemos manter o interesse e a inspiração do público, ou cumprir nosso destino como humanos, sem visitar nossos vizinhos celestiais pessoalmente?”

A exploração espacial humana foi, obviamente, fundamental para o programa Apollo e seus heróicos pousos na Lua de 1969-1972, que inspiraram os autores da época, como eles deixam claro. Capturou ainda mais a imaginação do público através da série de televisão de 1966 Star Trek e do filme de 1968 2001: A Space Odyssey, nenhum dos quais eles citam, além de uma referência não creditada a astronautas que (como em Star Trek) “ousadamente vão aonde nenhum homem já foi antes” e robôs que “podem ir com ousadia onde os humanos temem pisar com razão”. Tal exploração parecia pertencer à tradição humana de ousados ​​exploradores terrestres. Mas hoje, o fascínio do público pela exploração espacial atualmente é baixa.

Jeffrey Hoffmann, um atual cientista-astronauta entrevistado pelos autores em 2020, encapsula a questão astronauta versus robô. Hoffmann esteve em cinco missões espaciais, nas quais ajudou a reparar o Telescópio Espacial Hubble da NASA. “Quero saber como é estar em Marte!” Hoffmann diz sem hesitar num único comentário: “Se puder ser feito roboticamente, faça-o”.

Uma observação! O custo total das cinco missões de reparo do Hubble teria financiado a construção e o lançamento de sete telescópios substitutos

Chris McKay, um astrobiólogo que esteve envolvido no planejamento de missões da NASA a Marte, concorda provisoriamente. Embora não seja um astrônomo, ele alertou em uma entrevista com os autores em 2021 que um robô que pode emular um assistente de campo humano exigiria que as capacidades robóticas atuais fossem dobradas pelo menos cinco vezes, e que cada duplicação atualmente requer mais de uma década. No entanto, ele acredita que “inovações no negócio espacial podem encurtar muito isso”. Quanto a um equivalente robótico de um cientista de campo, isso não está no horizonte, diz McKay.

Portanto, o debate depende de “quanto estamos dispostos a pagar pelas vantagens que os humanos podem proporcionar”.

Mas contrastar missões lunares tripuladas com missões robóticas a Marte não é o caminho certo a seguir. Uma análise melhor usaria o custo potencial de uma missão tripulada a Marte, que a NASA estima em pelo menos centenas de bilhões de dólares, contudo se a exploração espacial continuar a se concentrar no envio de robôs para outros planetas, “aprenderemos menos sobre o sistema solar nos próximos 100 anos do que se nos engajarmos em um programa ambicioso de exploração humana.

É claro que humanos e robôs têm suas próprias vantagens para a exploração do espaço sideral.

“Não há uma batalha entre robôs e humanos – isso é comparar maçãs e laranjas”, disse James Garvin, cientista-chefe do Goddard Space Flight Center da NASA. "Enviamos os robôs como nossos desbravadores e batedores, e eles abrem as fronteiras para que possamos decidir para onde e quando enviar as pessoas."

Humanos e robôs já trabalham juntos na Terra e no espaço. Existem esquemas que oferecem as vantagens da exploração humana sem incorrer em um custo tão alto.

"O que torna os robôs à distância inferiores aos humanos é apenas uma coisa: a latência", disse o astrônomo Dan Lester.

O tempo que leva para um sinal viajar de um robô de volta ao controle da missão na Terra é um grande obstáculo. Os comandos enviados para um rover de Marte levam entre 5 e 15 minutos. O tempo de viagem da luz até a lua é de cerca de 2,6 segundos. "Leva 10 minutos para dar um nó com a latência Terra-Lua", disse Lester. "Mas se pudéssemos reduzir isso para cerca de 100 milissegundos, os próprios robôs seriam muito capazes." Robôs teleoperados na superfície de outro planeta teriam maior força, resistência e precisão do que exploradores humanos, acrescentou.

A teleoperação foi considerada no passado para a exploração espacial. Durante a era Apollo, a tecnologia não estava bem desenvolvida, mas na última década, ela decolou.

Lester prevê um futuro em que os astronautas acampam nas luas de Marte, Phobos e Deimos, e ordenam que robôs que já estão em Marte e controlados remotamente percorram longas distâncias sobre a superfície do planeta, montem instrumentos geológicos e coletem amostras para análise. Ele estima que isso poderia reduzir muito os custos, porque cerca de metade do preço de uma missão tripulada é gasto para pousar as pessoas em Marte. Contudo parece estranho gastar tanto dinheiro para percorrer todo o caminho até Marte e não pousa.

Então, quais são os prováveis ​​desenvolvimentos espaciais que poderemos ter até 2040? Goldsmith e Martin Rees arriscam três previsões “conservadoras” (enquanto descartam firmemente a colonização de Marte imaginada por Musk).

Primeiro, Marte continuará a dominar a exploração espacial, mesmo que a China estabeleça bases com astronautas na Lua, como parece provável.

Em segundo lugar, independentemente de os astronautas pousarem ou não em Marte, a busca por vida marciana aumentará dramaticamente se descobrirmos micróbios marcianos vivos.

Terceiro, foguetes se tornarão cada vez mais baratos de operar, abrindo oportunidades únicas, o que atrairá mais atenção para o sistema solar externo em buscas de riquesas (minerais raros em asteróides). As duas primeiras previsões dependem tanto de astronautas quanto de robôs – em proporções sabiamente imprevistas – enquanto a terceira envolve robôs guiados da Terra.

Fonte: PhysicsWorld

Artigo reeditado pelo Expansão Astronauta