Med robotrymdfarkoster har vi utforskat, upptäckt och utökat vår förståelse av solsystemet och universum i stort. Våra fem sinnen har för länge sedan nått sina gränser och kan inte avslöja närvaron av nya föremål eller egenskaper utan hjälp av extraordinära sensorer och optik. Data returneras och omvandlas till ett format som människor kan tolka.
Människor förblir begränsade till en låg omloppsbana om jorden och fyrtiotre år har gått sedan människor senast undkom jordens tyngdkraft. NASA:s budget är uppdelad mellan mänskliga ansträngningar och robotar och varje år är det en kamp för att hitta balansen mellan utveckling av mjukvara och hårdvara för att lansera människor eller bära robotiska surrogat. År efter år fortsätter människor att utveckla robotkapacitet och artificiell intelligens (A.I.), och för varje år som går blir det mindre tydligt hur vi kommer att passa in oss i den framtida utforskningen av solsystemet och därefter.
Den 21 juli 1969 fotograferade Neil Armstrong Buzz Aldrin på månen. Apollo 13-astronauterna har rekordet som de mest avlägsna människorna från jorden – 249 205 miles. Sedan december 1972, 42 år, är det längsta som människor har rest från jorden 347 miles (motsvarande SF till LA) – för att serva rymdteleskopet Hubble. Mars Science Laboratory, Curiosity Rover bor minst 34 miljoner miles och så långt som 249 miljoner från jorden, medan Voyager 1-sonden är 12 141 887 500 miles från jorden. Efter att ha färdats miljarder mil och tittat in i miljarder ljusår av rymden, har NASAs robotfordon skrivit om astronomiska läroböcker. (Foto: NASA)
Är det en ras där vi omedvetet deltar som ställer oss mot våra uppfinningar? Och som efterdyningarna av Kasparov mot Deep Blue schackmatch , är vi avsedda att acceptera en segregation som är nödvändig? Tillåt robotik, med eller utan A.I., att göra det de är bäst på – utforska rymden och andra världar?
I maj 1997 accepterade Garry Kasparov en revansch med Deep Blue och förlorade. Under de 17 åren sedan nederlaget har superdatorkraften ökat med en faktor 50 000 (FLOPS). Dessutom har schackmjukvaran stadigt förbättrats. Framstegen inom rymdrobotik har inte förlitat sig på ren datorprestanda utan snarare från stadiga framsteg inom tillförlitlighet, minneslagring, nanoteknik, materialvetenskap, mjukvara och mer. (Foto: Reuters)
Ska vi fortsätta att hitta nya sätt och bättre sätt att koppla in oss i våra surrogat och mer detaljerat uppskatta vad de känner och berör? Tänk på hur naturligt våra barn engagerar sig i spel och virtuell verklighet och hur svårt det är att skilja dem från tekniken. Eller är detta bara ett förspel och är vi alla föregångare till framtida kapten Kirks och Jean Luc Picards?
NASA 2015-budgeten antogs den 13 december 2014, som en del av Fortsatt upplösning och omnibusräkning (HR 83) . Varje diagramsegment listar de tilldelade medlen, procentandelen av den totala budgeten, procentuell förändring i förhållande till NASA:s budget för 2014 och procentuell förändring i förhållande till Vita husets budgetförfrågan för 2015. (Kredit: T.Reyes)
Ungefär 55 % av NASA:s budget är inom human spaceflight (HSF). Detta inkluderar specifika medel för Orion och SLS och halva åtgärder för stödjande segment av NASA-byrån, såsom Cross-Agency Support, Construction and Maintenance. Däremot utgör anslagen för robotuppdrag – projektutveckling, drift, FoU – 39 % av budgeten.
Anslag av medel har alltid gynnat mänskliga rymdfärder, främst för att HSF kräver dyrare, tyngre och mer komplexa system för att upprätthålla människor i den fientliga miljön i rymden. Och även om NASA:s budgetar inte är nästan viktade 2-till-1 till förmån för mänsklig rymdfärd, är det få som skulle bestrida att avkastningen på investeringen (ROI) är över 2-till-1 till förmån för robotdriven utforskning av rymden. Och många skulle håna detta förhållande och motverka att 3-till-1 eller 4-till-1 är närmare fördelen som robotar har över människor.
För NASA-entusiaster har NASA-administratören Charles Bolden och Texas-representanten Lamar Smith, ordförande för kommittén för vetenskap, rymd och teknik på den 113:e kongressen, lyft CSPAN-bevakningen till ögonblick av stor dramatik. Linjerna för ifrågasättande och beslutsfattande definierar linjen i sanden mellan Capital Hill och Vita husets vision om NASA:s framtid. (Kredit: CSPAN, Getty Images)
Politik spelar en betydligt större roll i valet av anslag till HSF jämfört med robotuppdrag. Det sistnämnda är fördelat på mindre budgetprojekt och verksamheter och HSF har alltid involverat stora dyra program under decennier. De stora programmen lockar intresset från offentliga tjänstemän som vill ta med kapital och jobb till sina distrikt eller stater.
NASA-anslag kompliceras ytterligare av en spricka mellan Vita huset och Capitol Hill längs partilinjer. Det demokratkontrollerade Vita huset har gynnat robotik och användningen av privat företagande för att främja NASA medan Republicans on the Hill har stöttat de stora mänskliga rymdfärdsprojekten; ytterligare komplikationer beror på politisk splittring i frågan om klimatförändringar. Hur de två partierna behandlar NASA är åtminstone motsatsen till hur allmänheten uppfattar partiplattformarna – mindre regering eller fler sociala program, mindre utgifter och stöd till privata företag. Denna dragkamp syns tydligt i NASA:s budgetcirkeldiagram.
Huset minskade Vita husets begäran om NASA Space Technology med 15 % och ökade medlen för Orion och SLS med 16 %. Space Technology representerar medel som NASA skulle använda för att utveckla Asteroid Redirect Mission (ARM), som Obama-administrationen gynnar som en grund för den första användningen av SLS som en del av ett mänskligt uppdrag till en asteroid. Däremot anslog parlamentet 100 miljoner dollar till Europamissionskonceptet. På grund av förseningarna i utvecklingen av Orion och SLS och anemisk finansiering av ARM, kan den första användningen av SLS vara att skicka en sond till Europa.
Medan HSF-anslagen för Space Ops & Exploration (effektivt HSF) ökade ~6 % – 300 miljoner USD, fick NASA Science ~2 % – 100 miljoner USD jämfört med 2014 års anslag; slutligen fastställd av Capitol Hills lagstiftare. Planetary Society, som är Science Mission Directorate:s (SMD) starkaste anhängare, har uttryckt tillfredsställelse över att Planetary Science-budgeten nästan har nått de rekommenderade 1,5 miljarder dollar. Ökningen levereras dock med kravet att 100 miljoner dollar ska användas för Europa-konceptutveckling och står också i motsats till nedskärningar i andra segment av SMD-budgeten.
Observera också att NASA Education and Public Outreach (EPO) fick ett betydande uppsving från republikanskt kontrollerade Capital Hill. Utöver den specifika finansieringen – en ökning med 2 % jämfört med 2014 och 34 % jämfört med Vita husets begäran, finns det 42 miljoner dollar som ges specifikt till Science Mission Directorate (SMD) för EPO. Obama-administrationen har försökt minska NASA EPO till förmån för en konsoliderad regeringsstrategi för att förbättra effektiviteten och minska regeringen.
Viljan att utforska bortom jordens omloppsbana och sätta sin fot på nya världar är inte bara en fråga om ekonomi. I efterhand var det inte ekonomi alls och våra återstående bojor till jorden var ett val av vision. Idag kan politiker och administratörer inte proklamera 'Låt oss göra det igen! Låt oss göra en bättre skyttel eller en bättre rymdstation.’ Det finns inget annat val än att gå bortom jordens omloppsbana, men var?
Från en Soyuz-kapsel är rymdfärjan Endeavour, under Expedition 27, dockad till ISS, 220 miles över jorden. Innan ens Apollo 11 landade på månen, var planer på gång för nästa generations rymdfarkoster som skulle sänka kostnaderna för mänskliga rymdfärder och göra resor rutin. Fyrtio år har gått sedan den senaste Saturnus-raketuppskjutningen och fyra år sedan den senaste skytteln. Lagstiftare på Capital Hill verkar redo att acceptera en ersättare för skytteln som, även om den är säkrare, kommer att kosta 600 miljoner USD per lansering exklusive kostnaden för nyttolasten. Space Launch System (SLS) är avsett att tjäna både mänskliga rymdfärder och robotuppdrag. (Foto: NASA)
Medan Program för den internationella rymdstationen , som leds av NASA, nu upprätthåller en fortsatt mänsklig närvaro i yttre rymden, fler människor ställer frågan, 'varför är vi inte där än?' Varför har vi inte trampat på Mars eller månen igen, eller något annat än jorden eller flyter i tomrummet i låg omloppsbana om jorden. Svaret finns nu på museer och i livsmiljön som kretsar runt jorden var 90:e minut.
Det pensionerade rymdfärjeprogrammet och den internationella rymdstationen representerar de medel som spenderats på mänsklig rymdfärd under de senaste 40 åren, vilket motsvarar de medel och den tid som krävs för att skicka människor till Mars. Vissa skulle hävda att pengarna och tiden som gick åt kunde ha inneburit flera mänskliga uppdrag till Mars och kanske till och med en permanent närvaro. Men det amerikanska programmet för mänskliga rymdfärder valde en billigare väg, en mer genomförbar – att stanna nära hemmet.
Mars, den förbjudna planeten? Nej. Den fantastiska planeten? Ja. Förebud? Kanske. Strålningsexponering, elektroniska eller mekaniska missöden och år med noll eller låg gravitation är de faror som de första Mars-utforskarna står inför. Men mänsklighetens vision om att landa på Mars är fortfarande bara illustrationer från 50- och 60-talen. Ett fåtal utvalda – Mars Rover-navigatörer – har upplevt Mars yta i virtuell verklighet. (Foto: Franklin Dixon, 12 juni 1964 (vänster), MGM (höger))
I slutändan är målet Mars. Administratörer på NASA och andra har blivit bekväma med denna proklamation. Vissa skulle dock säga att det behandlas mer som en uppsägning. Presidenter har definierat målen för mänsklig rymdfärd och sedan omdefinierat dem. Månen, Lagrangepunkter eller asteroider som vägpunkter för att så småningom landa människor på Mars. Delplaner och färdplaner har konstruerats av NASA och nu har politikerna beordrat en färdplan. Och politiker tvingade fram fortsatt utveckling av en stor raket; en som behöver en tydlig väg för att motivera sina kostnader för skattebetalarna. Man behöver en stor raket för att komma någonstans bortom en låg omloppsbana om jorden. En avbokning av Constellation-programmet – att bygga ersättaren för skytteln och en ny människoklassad rymdfarkost – har inneburit förseningar och ännu fler kostnadsöverskridanden.
Under de tio år som har hänt för att ersätta rymdfärjan, med minst fem år kvar, har händelser ägt rum utanför NASAs och den federala regeringens kontroll. Privata företag utvecklar flera nya metoder för att lyfta nyttolaster till jordens omloppsbana och bortom. Fler länder har antagit utmaningen. Spetsen för denna verksamhet, oberoende av NASAs eller Washingtons planer, har varit Space Exploration Technologies Corporation ( SpaceX ).
Uppskjutningen av en SpaceX Falcon 9 är planerad till tisdagen den 5 december 2015 och kommer att inkludera återkomsten till jorden av Falcon-kärnan i första etappen. Tidigare försök landade kärnan i Atlanten medan detta senaste försök kommer att använda en pråm för att försöka återhämta sig helt. Den framgångsrika mjuklandningen och återanvändningen av Falcon-kärnor kommer att bli en viktig milstolpe i rymdfärdens historia. (Foto: SpaceX)
SpaceX:s Falcon 9 och snart Falcon Heavy representerar alternativ till vad som ursprungligen var tänkt i Constellation-programmet med Ares I och Ares V. Falcon Heavy kommer inte att ha kapaciteten för en Ares V utan till ungefär 100 miljoner dollar per flygning mot 600 miljoner dollar per flygning för vad Ares V har blivit – Space Launch System (SLS) – det finns de som skulle hävda att 'tiden är ute.' NASA har tagit för lång tid och kostnaden för SLS är inte försvarbar nu när privata företag har utvecklat något billigare och gjort så snabbare. Är Falcon Nine and Heavy 'bättre', som i NASA-administratören Dan Goldens tillkännagivande - 'Faster, Better, Cheaper'? Är det bättre än SLS-teknik? Är det bättre helt enkelt för att det är billigare för att lyfta varje kilo nyttolast? Är det bättre eftersom det kommer färdigt att använda tidigare än SLS?
Människor kommer alltid att vara beroende av robotuppskjutningsfordon, kapslar och livsmiljöer laddade med tekniska underverk för att göra vår rymdfärd möjlig. Men när vi väl kliver ut utanför jordens omloppsbana och till andra världar, vad ska vi göra? Från Carl Sagan till Steve Squyres, NASA-forskare har sagt att en utbildad astronaut kunde göra på bara några veckor vad Mars-rovers har krävt år för att åstadkomma. Hur länge kommer detta att hålla i sig och är det verkligen sant?
Man kontra maskin? Alla uppdrag vare sig robot eller mänsklig rymdfärd gynnar mänskligheten, men frågan ställs: hur kommer mänskliga stövlar att passa in i utforskningen av universum som robotik har möjliggjort. (Foto: NASA, Illustration – J.Schmidt)
Sedan schackmästaren Garry Kasparov besegrades av IBMs Deep Blue har det funnits 8 tvåårsperioder som representerar fördubblingen av transistorer i integrerade kretsar. Detta är en faktor på 256. Datorer har säkert blivit 100 gånger kraftfullare under de 17 åren. Robotteknik är dock inte bara elektronik. Det är sammanflödet av flera tekniker som stadigt har utvecklats under de 40 åren som Shuttle-tekniken stod stilla och minst 20 åren som rymdstationsdesignen var låst vid tekniska val. Framsteg inom materialvetenskap, nanoteknik, elektrooptik och mjukvaruutveckling är lika viktiga.
Medan mänskligt beslutsfattande har kunnat snurra på hjulen och sedan göra dåliga val och logistiska fel, är utvecklingen av robotik helt och hållet en gigantisk. Medan anslag för mänskliga rymdfärder alltid har överträffat robotik, har framstegen inom robotik drivits av statliga investeringar från många myndigheter och av privata företag. Den kända futuristen och uppfinnaren Ray Kurzweil som förutspår ankomsten av Säregenhet omkring 2045 (hans ankomstdatum är inte exakt) har betonat att det är oundvikligt att överträffa mänskligt intellekt med maskiner på grund av 'Lagen om accelererande återvändande'. Den tekniska utvecklingen är en grym.
Samma år som NASA grundades, 1958, användes termen Singularity först av matematikern John von Neumann för att beskriva ankomsten av artificiell intelligens som överträffar människor.
Omedvetet är det här fotkapplöpningen som NASA har varit med om sedan den skapades. Mekanismerna och elektroniken som underlättade att landa män på månens yta slutade aldrig att avancera. Och under den tidsperioden slutade aldrig mänskliga beslut och planer för NASA att vackla eller sluta låsa in befintlig teknik i designen; drabbas av förseningar och kostnadsöverskridanden innan människor skjuts upp i rymden.
David Hardys illustration av Daedalus-projektet som British Interplanetary Society föreställt sig – en rymdfarkost för att resa till de närmaste stjärnorna. Framsteg inom artificiell intelligens och robotik får en att undra vem som ska bo i framtidens sådana kärl – robotarrangemang eller människor eller något däremellan. (Kredit: D. Hardy)
Så är vi förutbestämda att anlända till Mars och ströva omkring på dess yta som pensionerade geologer och biologer som vandrar i öknen med en stickpinne eller stenhammare? Har vi slösat bort för mycket tid och har fönstret passerat där mänsklig utforskning kan göra upptäckter som robotik inte kan åstadkomma snabbare, bättre och billigare? Kommer Mars bara att bli en konstkoloni där människor kan uppleva nya soluppgångar och nedgående månar? Eller kommer vi att avskilja oss från våra robot-surrogat och uppskatta våra begränsade färdigheter och gå ut i universum? Eller kommer vi att tänka på att smälta samman med robotik och bemästra vår egen biologi bara några ögonblick efter att ha tagit våra första svaga steg bortom jorden?
Ett utdrag från sida 3 i NASA:s FY15 Agency Mission Planning Model ( AM PM [ allt ]); en 20-årsplan. Denna siffra betonar listan över planerade projekt och uppdrag för mänsklig rymdfärd (HEOMD), orange och Science Mission Directorate (SMD), grön, som representerar robotutveckling och uppdrag. Den skeva listan är indikativ för kostnadsfördelen med robotik framför mänsklig rymdfärd. Robotuppdragen kommer att uppgå till hundratals år av kombinerad uppdragslivstid i jämförelse med HEOMD-uppdragen som fortfarande är begränsade till månader av enskilda astronauter under flygning.(Kredit: NASA)
Referenser:CROmnibus är här med stark finansiering för NASA & NSF (AAS)
NASA får stor ökning i FY2015 Omnibus, NOAA-satelliter klarar sig (SpacePolicyOnline.com)
Här är hur Planetary Science kommer att spendera sina 1,44 miljarder dollar 2015 (Planetary Society)