Автоматы в космосе: никаких перспектив замены человека
В сентябре этого года в прессу просочились данные, что посадочный аппарат InSight открыл на Марсе то ли рекордных размеров озеро, то ли даже море. Достижения автоматов в изучении других планет очень высоки – однако, увы, с их помощью невозможно ответить на самые интересные вопросы. Есть ли жизнь на Марсе и что прячется в километровых лавовых трубках Луны – обо всем этом нам смогут рассказать только пилотируемые экспедиции ближайших десятилетий. Мы же попробуем в деталях выяснить, почему автоматы в одиночку пока не могут решить даже основные проблемы изучения ближайших небесных тел.
Автомат или человек?
Дискуссия о том, кто лучше может освоить космос – человек или робот, – началась еще в середине XX века. Конструктор Бабакин, возглавлявший Конструкторское бюро Лавочкина (создатель луноходов), был, возможно, первым, кто четко сформулировал мысль: автоматы могут сделать все действительно нужное человечеству в космосе дешевле, чем человек. И хотя Королёв был последовательным противником этой точки зрения, в силу известных событий, в изучении других небесных тел СССР пришлось, в отличие от США, полагаться только на автоматы.
Сторонники автоматов обычно называют следующие их очевидные преимущества: роботизированным системам не нужны воздух, вода и еда, поэтому они компактны. Типичный марсоход стартует на ракете на порядок менее мощной, чем та, что нужна для отправки на Марс людей. Соответственно, автоматами изучать все намного дешевле.
Однако, как это часто бывает, дорога в «автоматический космос» оказалась гладкой только на бумаге. И, если задуматься, этого стоило ожидать с самого начала.
Марсианский InSight: бурение не глубже детской песочницы
На поверхность Марса 26 ноября 2018 года успешно сел несамоходный посадочный аппарат InSight. При весе в 350 килограммов пиковая мощность устройства составила 600 ватт, что делает его рекордно мощным: такой пиковой электрической мощности не было еще ни у одного аппарата, который земляне смогли доставить на другую планету. Манипуляторами он поставил на поверхность Красной планеты сейсмометр, а 28 февраля 2019 года попытался приступить к бурению.
Оно, опять же, намечалось рекордным. До сих пор самое глубокое бурение марсианской поверхности было на уровне лишь 7,5 сантиметра (да и эта цифра может быть чуть преувеличенной). Сверло марсохода Curiosity, порой неверно называемое буром, просто не могло бурить глубже. InSight должен был углубиться на пять метров. Это очень важно, поскольку, согласно современным представлениям, только глубже двух метров на современном Марсе может существовать примитивная одноклеточная жизнь: грунт на такой глубине хорошо защищает от холода и может содержать немало воды.
На самом InSight не было приборов для обнаружения жизни, они просто не поместились. Во время бурения должен был быть замерен только поток тепла из глубин планеты для уточнения геологической активности ее недр. Но самая первая проба глубокого бурения на Марсе по крайней мере показала бы, что поиск жизни автоматом здесь возможен.
Увы, бур смог углубиться только на 35 сантиметров, прежде чем по неизвестной причине встал. Он то ли наткнулся на камень, то ли просто не смог нормально работать в осыпающемся грунте. Хотя это все равно рекордно глубокое бурение, цели аппарат не достиг. Измерить тепло от недр планеты он мог бы на глубине не более трех метров. Основная задача InSight пока сорвана, и сомнительно, что она будет выполнена когда-либо. Миссия стоимостью в 830 миллионов долларов не часто заканчивается так печально.
Аппарат ограничен по массе, поэтому у него нет подвижности (на шасси ушли бы сотни килограммов). Переставить бур на другое место он не может. Пожалуй, это одна из лучших иллюстраций ограниченности возможности автоматов на других небесных телах. Человек с элементарным заступом мог бы углубиться куда глубже, а если там сплошная скала – отойти чуть в сторону. Увы, что легко нам, пока недоступно нашим машинам на других планетах.
В то же время InSight получил большой утешительный приз. Согласно утекшим в прессу предварительным данным, он магнитометрическими приборами обнаружил под поверхностью Марса в районе высадки слой электропроводящего материала толщиной в четыре километра. Красная планета не имеет активной геологии, и единственный предложенный на сегодня кандидат на наполнитель такого электропроводящего слоя – вода с растворенными в ней солями.
Если эти данные подтвердятся, выйдет, что под InSight лежит довольно глубокое подповерхностное море. Именно такого названия заслуживает водоем с толщей воды в четыре километра. Подобные водоемы давно считаются одними из лучших кандидатов в места обитания простейшей жизни. Похожие места в Антарктиде (озеро Восток) содержат микроорганизмы, несмотря на то, что они скрыты под толщей льда многие миллионы лет.
Отдельно поясним: InSight, на самом деле, не робот. Он бурил (по крайней мере, пытался) не по заданной программе, а по серии команд, которые ему подавали с Земли.
Автомат или человек?
Может возникнуть вопрос: почему мы говорим о дистанционно управляемых машинах, а не об автономных роботах? Обычный серийный дрон за какие-то 500 долларов имеет и камеры, и софт, позволяющие избегать деревьев, веток и людей в полете. На более серьезных колесных беспилотниках от «Яндекса» или Waymo камеры больше и даже лидары есть, да и программное обеспечение посерьезнее, поэтому они видят препятствия в сложной среде на сотни метров вперед. Почему нельзя сделать что-то подобное для планетохода?
К сожалению, вал новостей о том, как много могут современные беспилотные летательные аппараты (БЛА), во многом подчиняется «беспилотной» моде, отчего описывает их возможности несколько преувеличенно. Пресса редко напоминает, что БЛА разбиваются в 30-300 раз чаще на час налета, чем обычные летательные аппараты. Причем главные причины крушений – технологические, а вовсе не ошибки оператора. Чаще всего причиной аварии БЛА становится банальная потеря связи дрона с оператором: беспилотник при этом переключается в полностью автономный режим, а тот как раз уступает человеку-оператору в способности безаварийно летать.
Большая аварийность БЛА не случайна, а закономерна: никакого сильного ИИ на сегодня нет, а без него иметь такую же безопасность перемещения, что и у человека с его мозгом, дрон не может. Чтобы управлять движением, надо понимать, что видишь перед собой: например, какие препятствия лежат на пути и есть ли они. Нынешний ИИ может эффективно различать объекты (ветки, провода, иные препятствия) в благоприятных условиях, когда они соответствуют образам, заложенным в его память. Но солнечный блик, тень от дерева и масса других факторов могут сделать вроде бы каталогизированный образ препятствия неразличимым для дрона. То, что мы называем зрением, по сути, неотделимо от умения распознавать образы. Воробей делает это очень неплохо, но дрон – не воробей: его «мозги» не позволят лететь в сложных условиях без аварии достаточно длительное время.
Именно по этой причине автопилоты на современных самолетах – вовсе не «роботизированный полет», а лишь продвинутый круиз-контроль, облегчающий работу летчикам. Самолетный автопилот точно так же лишен интеллекта, поэтому пилоты с депрессией и могут использовать его, чтобы врезаться на управляемом ими авиалайнере в гору. И, как отмечают пилоты авиалайнеров, сложно не только жертвам депрессий: ключевой проблемой автопилота признана «неспособность принимать нестандартные решения, которые зависят от конкретной ситуации».