Ainda estamos a alguns anos dos robôs fofos de Lua ou Interestelar que ajudam seus exploradores humanos. Mas se quisermos construir uma base fora da Terra, a inteligência robótica será essencial para reduzir o custo e abrir caminho para os astronautas, argumenta Philip Metzger, ex-físico sênior de pesquisa no Centro Espacial Kennedy da NASA.
Na última de uma série de três partes sobre como preparar uma base na Lua ou em um asteróide, Metzger fala sobre as etapas para preparar os robôs para o trabalho e quais são as barreiras no caminho para fazer isso.
UT: Uma tabela em seu artigo de 2012 fala sobre as etapas da indústria lunar, começando com a teleoperação e uma inteligência robótica "semelhante a inseto" e, em seguida, progredindo através de algumas etapas para "autonomia supervisionada" (semelhante a um mouse) e eventualmente “Autonomia quase total” (semelhante a um macaco) e “robótica autônoma” (semelhante a um humano). Que tipos de desenvolvimentos e quanto tempo / recursos seriam necessários para avançar nessas etapas?
A maioria dos avanços na inteligência artificial robótica está sendo feita em software, mas também exige avanços no poder da computação. Mencionamos no artigo que realmente apenas a robótica “tipo rato” é necessária para que ela tenha sucesso em um ambiente próximo à Terra. Vamos precisar de robôs que possam pegar uma porca e parafusá-la em um parafuso, sem que todos os movimentos sejam comandados da Terra. Acredito que estamos em uma trajetória para alcançar esses níveis de autonomia já em robótica aqui na Terra. Estou mais preocupado em desenvolver robôs que possam ser feitos facilmente no espaço sem uma extensa cadeia de suprimentos. Por exemplo, precisamos inventar uma maneira simples de fabricar motores funcionais para os robôs, minimizando as tarefas de montagem dos robôs que fabricam os mesmos motores que são em si.
É muito difícil estimar quanto tempo isso levará. Aqui estão algumas idéias orientadoras. Primeiro, a robótica e as tecnologias de manufatura já estão em uma curva explosiva de crescimento para aplicação terrestre, para que possamos aproveitar os detalhes desse crescimento ao redirecionarmos as tecnologias para o espaço. Segundo, não estamos falando sobre inventar novos recursos. Tudo o que estamos falando de fazer no espaço já está sendo feito na Terra. Tudo o que precisamos fazer é descobrir quais conjuntos de equipamentos funcionarão juntos como cadeias de suprimentos parciais usando recursos espaciais. Precisamos desenvolver uma sequência de cadeias de suprimentos parciais, cada uma mais sofisticada que a anterior, cada uma capaz de formar uma parcela significativa da massa da próxima. Isso exigirá inovação, mas é uma inovação de menor risco, porque já temos o setor mais sofisticado da Terra para copiar.
Terceiro, tendemos a estimar que as coisas acontecerão mais rápido do que no curto prazo, mas mais lento do que no longo prazo. Considere quanta tecnologia mudou nos últimos 200 anos e você concorda que não serão necessários mais 200 anos para fazer isso. Eu acho que vai demorar muito menos de 100 anos. Aposto que isso será feito dentro de 50 anos, e se nos esforçarmos, podemos fazê-lo em 20. De fato, se realmente quiséssemos e se colocarmos o dinheiro, acho que poderíamos fazê-lo em 10. Mas Estou dizendo às pessoas de 20 a 50 anos. Não se preocupe se você acha que é muito lento, porque a diversão de fazê-lo pode começar imediatamente, e faremos coisas muito legais no espaço muito antes da cadeia de suprimentos estar concluída.
UT: É realmente mais barato e cientificamente viável ter uma frota robótica de naves espaciais que os humanos, dados os custos de desenvolvimento e as dificuldades de tornar os robôs tão eficientes para trabalhar como os humanos?
A vida biológica precisa de um lugar como o planeta Terra. Os humanos precisam mais do que isso; também precisamos de uma cadeia alimentar e, na análise final, precisamos de toda uma ecologia de organismos em rede interdependentes entre si. E se queremos ser mais do que caçadores e coletores, a civilização exige ainda mais do que isso. Exigimos a cadeia de suprimentos industrial: todas as ferramentas e máquinas e fontes de energia que desenvolvemos nos últimos 10.000 anos.
Quando deixamos a Terra, precisamos respirar não apenas uma lata de ar para reproduzir as condições físicas do nosso planeta. Precisamos do benefício de todo o ecossistema e de toda a base industrial para nos apoiar. Até agora, ficamos perto da Terra e nunca "realmente cortamos os laços grosseiros da Terra". Levamos conosco um suprimento consumível de alimentos e peças de reposição e enviamos foguetes para a estação espacial quando precisamos de mais. Mesmo os esquemas para colonizar Marte dependem de remessas regulares de coisas da Terra. Essas são as coisas que tornam caro colocar humanos no espaço.
Os robôs, por outro lado, podem ser adaptados para viver no ambiente espacial sem nada mais da Terra. Eles podem se tornar a ecosfera e a cadeia de suprimentos no espaço que nós humanos precisamos. Sob nossa orientação, eles podem transformar qualquer ambiente de maneira análoga à de como a vida transformou a Terra. Eles podem produzir ar, purificar a água e construir habitats e plataformas de aterrissagem. Então, quando chegarmos, será muito menos caro e mais seguro também. E isso nos libertará para gastar nosso tempo no espaço fazendo as coisas que nos tornam exclusivamente humanos. A longo prazo, os robôs tornarão o espaço muito mais barato para os seres humanos.
Mas sim, a curto prazo, há coisas que podemos fazer de forma mais acessível no espaço, pulando o desenvolvimento da indústria robótica. Podemos disparar missões sortidas para vários lugares e, quando terminamos, podemos voltar para casa antes que todos morram. Mas isso não preenche nosso grande potencial como espécie. Não leva a civilização para o próximo nível. Não permite a pesquisa científica com um bilhão de vezes o orçamento que temos hoje. Não salva nosso planeta do uso excessivo e da poluição industrial. Não eleva toda a humanidade ao padrão de vida que muitos de nós desfrutamos no oeste. Isso não torna nossa existência segura na galáxia. Não forma novos mundos. Não nos leva a outras estrelas. Tudo isso será possível com quase nenhum investimento adicional, uma vez que pagamos o pequeno custo da indústria de bootstrap em nosso sistema solar. Vale a pena o custo.
UT: Estamos vendo uma impressora 3D sendo lançada na Estação Espacial Internacional, e a Agência Espacial Européia falou seriamente sobre o uso dessa tecnologia na Lua. Quão perto estamos de realmente fazer isso?
Conheço vários outros grupos que também desenvolvem impressoras 3D que podem funcionar na Lua ou em Marte para imprimir coisas diretamente fora do regolito. O KSC Swamp Works está adotando uma abordagem tecnológica e construiu um protótipo, e o professor Behrokh Khoshnevis, da Universidade do Sul da Califórnia, está adotando outra abordagem e já imprimiu muitas coisas. Meu amigo Jason Dunn, que fundou a Made In Space, que colocou a impressora 3D na ISS, tem outro conceito que eles estão buscando. Meus amigos da NASA me disseram que isso é saudável, possuindo um portfólio de tecnologias a seguir, em vez de apenas uma.
Para estar pronto para as missões no espaço, você precisa fazer mais do que testar as coisas em um laboratório. Você precisa fazer testes em aeronaves de gravidade reduzida para ver se materiais como o regolito fluirão corretamente, em câmaras de vácuo para garantir que nada superaqueça ou atolamentos e em locais de campo acidentados como um deserto ou um vulcão para verificar problemas de poeira ou outros efeitos inesperados. Depois disso, você estará pronto para começar a projetar a versão real que está sendo lançada no espaço, para fazer o teste de qualificação final em que você agita e assa até a morte, para montar e testar a versão de vôo e para lançá-la.
Portanto, há anos de trabalho pela frente antes de tudo o que é feito. A direção da NASA é colocar humanos em Marte em meados da década de 2030, para que também tenhamos tempo e não haja pressa. Se começarmos a iniciar a indústria espacial na região do espaço próximo à Terra em paralelo com a preparação para uma campanha em Marte, provavelmente começaremos a testar impressoras regolíticas em locais de campo e torná-las interoperáveis com outros equipamentos mais cedo do que a NASA atualmente precisa deles.
UT: Quais são as principais barreiras à exploração robótica na Lua e além?
O orçamento é a única barreira. Mas, dando um passo atrás, podemos dizer que a falta de visão é a única barreira, porque se um número suficiente de nós entender o que agora é possível no espaço e quão revolucionário será para a humanidade, não haverá falta de orçamento.
UT: Há mais alguma coisa que você gostaria de acrescentar que ainda não criei?
Vivemos um momento muito emocionante, quando essas possibilidades estão sendo abertas para nós. É emocionante pensar no mundo que nossos netos verão e é emocionante pensar no que podemos fazer para realizá-lo.
Sempre que falo sobre esse assunto, os jovens da platéia aparecem e começam a perguntar o que podem fazer para se envolver na indústria espacial. Eles me dizem que é assim que eles querem passar a vida. Ele recebe essa resposta porque é muito convincente, lógico e correto.
Este é o terceiro de uma série de três partes sobre a construção de uma base espacial. Dois dias atrás: Por que o meu na lua ou em um asteróide? Ontem: quanto dinheiro seria necessário?
