انتخاب اصلح در سیاره سرخ
خشایار مریدپور
مریخ اکنون تنها سیاره در منظومه شمسی است که کل جمعیت آن را ربات‌ها تشکیل می‌دهند. مجموعه نه‌چندان پرتعداد کاوشگرهایی که در طول چند دهه اخیر روی سطح سیاره سرخ فرود آمده و به جای ما در این سیاره به اکتشاف پرداخته‌اند. این ماشین‌ها نسل‌به‌نسل تکامل پیدا کردند تا بهتر و بیشتر با محیط خشن و شرایط دشوار زندگی روی مریخ سازگاری پیدا کنند. اکنون این ربات‌های صحرانورد تبدیل به ماشین‌هایی مستقل و هوشمند شده‌اند که می‌توانند سال‌ها و با حداقل نظارت به فعالیت خود در جهانی دیگر ادامه دهند. آخرین محصول این روند انتخاب اصلح غیرارگانیک، مریخ‌نورد استقامت ناسا است که کمی قبل با فرود روی سطح مریخ، خبرساز شده و احتمالا در آینده نزدیک با اجرای نخستین پرواز کنترل‌شده در سیاره‌ای دیگر تاریخ‌ساز خواهد شد. مجموعه قابلیت‌های این کاوشگر، ماحصل ترکیب آموزه‌های چندین دهه سعی و خطا در مریخ با آخرین فناوری‌های موجود برای دستیابی به حداکثر کارایی و بقاپذیری در مأموریت‌های درازمدت فضایی است. در آینده نزدیک دامنه اکتشافات فضایی ما گسترش یافته و شاهد آغاز مأموریت‌های طولانی‌مدت به اعماق فضا خواهیم بود. فناوری‌های اثبات‌شده در جریان مأموریت مریخ‌نورد استقامت، می‌توانند به کاوشگرهای فضایی نسل بعد امکان دهند مأموریت خود را با حداقل وابستگی به زمین یا شرایط محیطی به انجام برسانند. ربات‌های هوشمندی که قرار است در سال‌های آینده به دورترین نقاط منظومه شمسی سفر کرده و چشم و گوش ما در دنیاهای ناشناخته جدید باشند. یکی از مهم‌ترین این فناوری‌ها که در آخرین نسل از مریخ‌نوردها دیده میشود، باتری‌های هسته‌ای است. این باتری‌ها که ریشه در دوران جنگ جهانی دوم دارند، حرارت ناشی از تجزیه مواد رادیواکتیو را با استفاده از آرایه‌ای از ترموکوپل‌ها تبدیل به جریان الکتریکی می‌کنند. مزیت این باتری‌ها، عمر بسیار طولانی آنها نسبت به سایر انواع باتری و استقلال عملی است که به کاوشگرهای فضایی می‌بخشد. به‌علاوه از آنجا که این باتری‌ها قرار نیست روی زمین کار کنند، نگرانی‌های بسیار کمتری درباره آلایندگی‌های محیطی آنها وجود دارد. مریخ‌نوردهای کنجکاوی و استقامت به لطف این باتری‌ها برای ادامه فعالیت به نور خورشید و شرایط مساعد آب‌وهوایی وابسته نیستند. به‌علاوه عمر طولانی این نوع باتری‌ها به این کاوشگرها اجازه می‌دهد برای سال‌ها به فعالیت خود ادامه دهند. این یک قابلیت کلیدی است که به‌خصوص با رفتن به اعماق فضا و کاهش انرژی قابل دریافت از خورشید، می‌تواند اهمیتی حیاتی پیدا کند. قابلیت تصمیم‌گیری و عملکرد مستقل، به‌ویژه با افزایش فاصله از زمین و تأخیر بیشتر ارسال و دریافت فرامین رادیویی، یکی دیگر از نیازمندی‌های کلیدی کاوشگرهای فضایی آینده خواهد بود. با دورشدن از زمین، پهنای باند ارتباطی کاوشگر و زمین به‌سرعت کاهش یافته و این اجرای عملیات‌های پیچیده را بدون کنترل خودکار غیرممکن می‌کند. درنتیجه مأموریت‌های فضایی دوردست تاکنون بسیار اندک بوده‌اند و بیشتر تمرکز ما معطوف به فضای اطراف سیاره خودمان بوده است. به لطف پیشرفت خیره‌کننده فناوری‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و شبکه‌های عصبی در سال‌های اخیر، این مشکل تا حد زیادی مرتفع شده است. مریخ‌نورد استقامت نخستین کاوشگر فضایی است که از این فناوری در مراحل مختلف مأموریت استفاده می‌کند. این کاوشگر نه‌تنها با استفاده از هوش مصنوعی و به صورت مستقل محل فرود خود را براساس شرایط تعریف‌شده انتخاب کرد، بلکه در ادامه مأموریت خود برای سنجش محیط اطراف خود و به‌خصوص پروازدادن همراه پرنده خود از آن استفاده خواهد کرد. کاوشگرهای فضایی آینده با تکیه هرچه بیشتر بر هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، بدون نیاز به دخالت ما اقدام به جست‌وجو و اکتشاف در فضا و گسترش مرزهای دانش بشری خواهند کرد. درنهایت باید به قابلیت سنجش از راه دور اشاره کنیم که به کاوشگرهای فضایی امکان می‌دهد بدون نیاز به تماس فیزیکی اقدام به سنجش و پایش محیط اطراف خود کنند. البته سنجش از راه دور مفهوم جدیدی در صنایع فضایی نیست و مدت‌هاست این نوع حسگرها در نقش‌هایی مثل نظارت بر پرتاب موشک‌های هسته‌ای یا کنترل آتش‌سوزی‌های جنگل‌ها استفاده میشود. اما مریخ‌نورد استقامت حتی بیشتر از خواهر بزرگ‌تر خود یعنی کنجکاوی به سنجش از راه دور برای پایش محیط اطراف خود وابسته است. حسگرهای پیشرفته این مریخ‌نورد به آن اجازه می‌دهد از فاصله چند متری ترکیب شیمیایی عناصر محیطی اطراف خود را شناسایی کرده یا بدون حفاری تا عمق 10 متری زیر سطح را برای پیداکردن نشانه‌های وجود آب پایش کند. درنتیجه می‌توان با صرف وقت و انرژی کمتر برای آزمایش‌های بی‌نتیجه، کارایی و اثربخشی مأموریت را چندین برابر کرد. ترکیب فناوری هوش مصنوعی و سنجش از راه دور کاوشگرهای فضایی آینده را قادر خواهد کرد در کمترین زمان و با حداکثر کارایی، دست به اکتشاف مناطق وسیعی در فضا بزنند، بدون آنکه نیازی به کنترل مداوم عملکرد آنها توسط یک کاربر انسانی باشد.
مریخ اکنون تنها سیاره در منظومه شمسی است که کل جمعیت آن را ربات‌ها تشکیل می‌دهند. مجموعه نه‌چندان پرتعداد کاوشگرهایی که در طول چند دهه اخیر روی سطح سیاره سرخ فرود آمده و به جای ما در این سیاره به اکتشاف پرداخته‌اند. این ماشین‌ها نسل‌به‌نسل تکامل پیدا کردند تا بهتر و بیشتر با محیط خشن و شرایط دشوار زندگی روی مریخ سازگاری پیدا کنند. اکنون این ربات‌های صحرانورد تبدیل به ماشین‌هایی مستقل و هوشمند شده‌اند که می‌توانند سال‌ها و با حداقل نظارت به فعالیت خود در جهانی دیگر ادامه دهند. آخرین محصول این روند انتخاب اصلح غیرارگانیک، مریخ‌نورد استقامت ناسا است که کمی قبل با فرود روی سطح مریخ، خبرساز شده و احتمالا در آینده نزدیک با اجرای نخستین پرواز کنترل‌شده در سیاره‌ای دیگر تاریخ‌ساز خواهد شد. مجموعه قابلیت‌های این کاوشگر، ماحصل ترکیب آموزه‌های چندین دهه سعی و خطا در مریخ با آخرین فناوری‌های موجود برای دستیابی به حداکثر کارایی و بقاپذیری در مأموریت‌های درازمدت فضایی است. در آینده نزدیک دامنه اکتشافات فضایی ما گسترش یافته و شاهد آغاز مأموریت‌های طولانی‌مدت به اعماق فضا خواهیم بود. فناوری‌های اثبات‌شده در جریان مأموریت مریخ‌نورد استقامت، می‌توانند به کاوشگرهای فضایی نسل بعد امکان دهند مأموریت خود را با حداقل وابستگی به زمین یا شرایط محیطی به انجام برسانند. ربات‌های هوشمندی که قرار است در سال‌های آینده به دورترین نقاط منظومه شمسی سفر کرده و چشم و گوش ما در دنیاهای ناشناخته جدید باشند. یکی از مهم‌ترین این فناوری‌ها که در آخرین نسل از مریخ‌نوردها دیده میشود، باتری‌های هسته‌ای است. این باتری‌ها که ریشه در دوران جنگ جهانی دوم دارند، حرارت ناشی از تجزیه مواد رادیواکتیو را با استفاده از آرایه‌ای از ترموکوپل‌ها تبدیل به جریان الکتریکی می‌کنند. مزیت این باتری‌ها، عمر بسیار طولانی آنها نسبت به سایر انواع باتری و استقلال عملی است که به کاوشگرهای فضایی می‌بخشد. به‌علاوه از آنجا که این باتری‌ها قرار نیست روی زمین کار کنند، نگرانی‌های بسیار کمتری درباره آلایندگی‌های محیطی آنها وجود دارد. مریخ‌نوردهای کنجکاوی و استقامت به لطف این باتری‌ها برای ادامه فعالیت به نور خورشید و شرایط مساعد آب‌وهوایی وابسته نیستند. به‌علاوه عمر طولانی این نوع باتری‌ها به این کاوشگرها اجازه می‌دهد برای سال‌ها به فعالیت خود ادامه دهند. این یک قابلیت کلیدی است که به‌خصوص با رفتن به اعماق فضا و کاهش انرژی قابل دریافت از خورشید، می‌تواند اهمیتی حیاتی پیدا کند. قابلیت تصمیم‌گیری و عملکرد مستقل، به‌ویژه با افزایش فاصله از زمین و تأخیر بیشتر ارسال و دریافت فرامین رادیویی، یکی دیگر از نیازمندی‌های کلیدی کاوشگرهای فضایی آینده خواهد بود. با دورشدن از زمین، پهنای باند ارتباطی کاوشگر و زمین به‌سرعت کاهش یافته و این اجرای عملیات‌های پیچیده را بدون کنترل خودکار غیرممکن می‌کند. درنتیجه مأموریت‌های فضایی دوردست تاکنون بسیار اندک بوده‌اند و بیشتر تمرکز ما معطوف به فضای اطراف سیاره خودمان بوده است. به لطف پیشرفت خیره‌کننده فناوری‌های هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی و شبکه‌های عصبی در سال‌های اخیر، این مشکل تا حد زیادی مرتفع شده است. مریخ‌نورد استقامت نخستین کاوشگر فضایی است که از این فناوری در مراحل مختلف مأموریت استفاده می‌کند. این کاوشگر نه‌تنها با استفاده از هوش مصنوعی و به صورت مستقل محل فرود خود را براساس شرایط تعریف‌شده انتخاب کرد، بلکه در ادامه مأموریت خود برای سنجش محیط اطراف خود و به‌خصوص پروازدادن همراه پرنده خود از آن استفاده خواهد کرد. کاوشگرهای فضایی آینده با تکیه هرچه بیشتر بر هوش مصنوعی و یادگیری عمیق، بدون نیاز به دخالت ما اقدام به جست‌وجو و اکتشاف در فضا و گسترش مرزهای دانش بشری خواهند کرد. درنهایت باید به قابلیت سنجش از راه دور اشاره کنیم که به کاوشگرهای فضایی امکان می‌دهد بدون نیاز به تماس فیزیکی اقدام به سنجش و پایش محیط اطراف خود کنند. البته سنجش از راه دور مفهوم جدیدی در صنایع فضایی نیست و مدت‌هاست این نوع حسگرها در نقش‌هایی مثل نظارت بر پرتاب موشک‌های هسته‌ای یا کنترل آتش‌سوزی‌های جنگل‌ها استفاده میشود. اما مریخ‌نورد استقامت حتی بیشتر از خواهر بزرگ‌تر خود یعنی کنجکاوی به سنجش از راه دور برای پایش محیط اطراف خود وابسته است. حسگرهای پیشرفته این مریخ‌نورد به آن اجازه می‌دهد از فاصله چند متری ترکیب شیمیایی عناصر محیطی اطراف خود را شناسایی کرده یا بدون حفاری تا عمق 10 متری زیر سطح را برای پیداکردن نشانه‌های وجود آب پایش کند. درنتیجه می‌توان با صرف وقت و انرژی کمتر برای آزمایش‌های بی‌نتیجه، کارایی و اثربخشی مأموریت را چندین برابر کرد. ترکیب فناوری هوش مصنوعی و سنجش از راه دور کاوشگرهای فضایی آینده را قادر خواهد کرد در کمترین زمان و با حداکثر کارایی، دست به اکتشاف مناطق وسیعی در فضا بزنند، بدون آنکه نیازی به کنترل مداوم عملکرد آنها توسط یک کاربر انسانی باشد.