Nous sommes encore à quelques années des robots mignons de Lune ou Interstellaire qui aident leurs explorateurs humains. Mais si nous voulons construire une base à partir de la Terre, l'intelligence robotique sera essentielle pour réduire les coûts et ouvrir la voie aux astronautes, fait valoir Philip Metzger, ancien physicien-chercheur principal au Kennedy Space Center de la NASA.
Dans le dernier d'une série en trois parties sur la préparation d'une base sur la lune ou un astéroïde, Metzger parle des étapes pour préparer les robots pour le travail et des obstacles qui se dressent sur la voie de l'accomplissement.
UT: Un tableau dans votre article de 2012 parle des étapes de l'industrie lunaire, en commençant par la télé-opération et une intelligence robotique «semblable à un insecte», puis progressant en quelques étapes vers une «autonomie étroitement surveillée» (semblable à une souris) et finalement «Autonomie presque complète» (semblable à un singe) et «robotique autonome» (semblable à un humain). Quels types de développements et combien de temps / ressources faudrait-il pour progresser dans ces étapes?
La plupart des progrès de l'intelligence artificielle robotique sont réalisés dans les logiciels, mais ils nécessitent également des progrès en matière de puissance de calcul. Nous avons mentionné dans l'article que seule la robotique «semblable à une souris» est nécessaire pour qu'elle réussisse dans un environnement proche de la Terre. Nous aurons besoin de robots capables de prendre un écrou et de le visser sur un boulon sans que chaque mouvement ne soit commandé par la Terre. Je crois que nous sommes sur une trajectoire pour atteindre ces niveaux d'autonomie déjà pour la robotique ici sur Terre. Je suis plus préoccupé par le développement de robots qui peuvent être fabriqués facilement dans l'espace sans une chaîne d'approvisionnement étendue. Par exemple, nous devons inventer un moyen simple de fabriquer des moteurs fonctionnels pour les robots, en minimisant les tâches d'assemblage pour les robots fabriquant les mêmes moteurs qui sont en eux-mêmes.
Il est très difficile d'estimer combien de temps cela prendra. Voici quelques idées directrices. Premièrement, la robotique et les technologies de fabrication sont déjà sur une courbe de croissance explosive pour les applications terrestres, nous pouvons donc rouler sur les coats de cette croissance alors que nous redéfinissons les technologies pour l'espace. Deuxièmement, nous ne parlons pas d’inventer de nouvelles capacités. Tout ce dont nous parlons dans l'espace se fait déjà sur Terre. Tout ce que nous devons faire, c'est découvrir quels ensembles d'équipements fonctionneront ensemble en tant que chaînes d'approvisionnement partielles utilisant les ressources spatiales. Nous devons développer une séquence de chaînes d'approvisionnement partielles, chacune plus sophistiquée que la précédente, chacune capable de constituer une partie importante de la masse de l'autre. Cela exigera de l’innovation, mais c’est une innovation à moindre risque car nous avons déjà l’industrie terrestre la plus sophistiquée à copier.
Troisièmement, nous avons tendance à estimer que les choses se produiront plus rapidement qu'à court terme, mais plus lentement qu'à long terme. Considérez combien la technologie a changé au cours des 200 dernières années, et vous conviendrez qu'il ne faudra pas encore 200 ans pour y parvenir. Je pense que ce sera beaucoup moins de 100 ans. Je parie que ce sera fait d'ici 50 ans, et si nous essayons fort, nous pourrions le faire en 20. En fait, si nous le voulions vraiment, et si nous mettons de l'argent, je pense que nous pourrions le faire en 10. Mais Je dis aux gens de 20 à 50 ans. Ne vous inquiétez pas si vous pensez que c'est trop lent, car le plaisir de le faire peut commencer immédiatement, et nous ferons des choses vraiment cool dans l'espace bien avant la fin de la chaîne d'approvisionnement.
UT: Est-ce vraiment moins cher et scientifiquement viable d'avoir une flotte robotisée d'engins spatiaux que les humains, étant donné les coûts de développement et les difficultés à rendre les robots aussi efficaces pour travailler que les humains?
La vie biologique a besoin d'un endroit comme la planète Terre. Les humains ont besoin de plus que cela; nous avons également besoin d'une chaîne alimentaire et, en dernière analyse, nous avons besoin de toute une écologie d'organismes en réseau interdépendants les uns des autres. Et si nous voulons être plus que des chasseurs et des cueilleurs, la civilisation exige encore plus que cela. Nous avons besoin de la chaîne d'approvisionnement industrielle: tous les outils, machines et sources d'énergie que nous avons développés au cours des 10 000 dernières années.
Lorsque nous quittons la Terre, nous devons prendre non seulement une cartouche d'air à respirer pour reproduire les conditions physiques de notre planète. Nous avons besoin de l'ensemble de l'écosystème et de l'ensemble de la base industrielle pour nous soutenir. Jusqu'à présent, nous sommes restés proches de la Terre, nous n'avons donc jamais vraiment «rompu les liens hargneux de la Terre». Nous emportons avec nous un approvisionnement en nourriture et en pièces détachées de la Terre, et nous envoyons des roquettes à la station spatiale lorsque nous en avons besoin de plus. Même les projets de colonisation de Mars dépendent des expéditions régulières de choses depuis la Terre. Ce sont ces choses qui rendent coûteux le placement des humains dans l'espace.
Les robots, d'autre part, peuvent être adaptés pour vivre dans l'environnement spatial sans plus rien de la Terre. Ils peuvent devenir l'écosphère et la chaîne d'approvisionnement dans l'espace dont nous, les humains, avons besoin. Sous notre direction, ils peuvent transformer n'importe quel environnement de la même manière que la vie a transformé la Terre. Ils peuvent faire de l'air, purifier l'eau et construire des habitats et des aires d'atterrissage. Ensuite, lorsque nous arriverons, ce sera beaucoup moins cher et ce sera aussi plus sûr. Et cela nous libérera pour passer notre temps dans l'espace à faire les choses qui nous rendent uniquement humains. À long terme, les robots rendront l'espace beaucoup moins cher pour les humains.
Mais oui, à court terme, nous pouvons faire des choses plus abordables dans l'espace en évitant le développement de l'industrie robotique. Nous pouvons lancer des missions de sortie à divers endroits, et lorsque nous avons terminé, nous pouvons rentrer chez nous avant que tout le monde ne meure. Mais cela ne réalise pas notre grand potentiel en tant qu’espèce. Cela ne fait pas passer la civilisation au niveau supérieur. Il ne permet pas la recherche scientifique avec un milliard de fois le budget que nous avons aujourd'hui. Cela ne sauve pas notre planète de la surutilisation et de la pollution industrielle. Cela n’amène pas toute l’humanité au niveau de vie que beaucoup d’entre nous apprécient en Occident. Cela ne rend pas notre existence sûre dans la galaxie. Il ne terraforme pas les nouveaux mondes. Cela ne nous emmène pas vers d'autres étoiles. Toutes ces choses seront possibles pour presque aucun investissement supplémentaire une fois que nous aurons payé le coût minime de l'industrie d'amorçage dans notre système solaire. Ça vaut le coût.
UT: Nous voyons une imprimante 3D se diriger vers la Station spatiale internationale, et l'Agence spatiale européenne a sérieusement envisagé d'utiliser cette technologie sur la Lune. Dans quelle mesure sommes-nous vraiment prêts à faire cela?
Je connais plusieurs autres groupes développant également des imprimantes 3D qui pourraient fonctionner sur la Lune ou Mars pour imprimer des choses directement à partir du régolithe. Le KSC Swamp Works poursuit une approche technologique et a construit un prototype, et le professeur Behrokh Khoshnevis de l'Université de Californie du Sud poursuit une autre approche et a déjà imprimé beaucoup de choses. Mon ami Jason Dunn, qui a fondé Made In Space, qui a installé l'imprimante 3D dans l'ISS, a un autre concept qu'il poursuit. Mes amis de la NASA m'ont dit que c'était sain, avoir un portefeuille de technologies à poursuivre plutôt qu'une seule.
Pour être prêt pour des missions dans l'espace, vous devez faire plus que tester des choses dans un laboratoire. Vous devez effectuer des tests dans des avions à gravité réduite pour voir si les matériaux comme le régolithe couleront correctement, dans des chambres à vide pour vous assurer que rien ne surchauffe ou ne se bloque, et dans des emplacements de terrain accidentés comme un désert ou sur un volcan pour vérifier les problèmes de poussière ou autres effets inattendus. Après cela, vous êtes prêt à commencer à concevoir la version réelle qui va dans l'espace, à faire les tests de qualification finaux où vous la secouez et la faites cuire à moitié, à assembler et à tester la version de vol et à la lancer.
Il reste donc des années de travail avant tout ce qui est fait. La direction de la NASA est de mettre des humains sur Mars d'ici le milieu des années 2030, nous avons donc aussi le temps et il n'y a pas de précipitation. Si nous commençons à amorcer l'industrie spatiale dans la région de la Terre proche de la Terre en parallèle avec la préparation d'une campagne sur Mars, nous commencerons probablement à tester les imprimantes Regolith sur des sites de terrain et à les rendre interopérables avec d'autres équipements plus tôt que la NASA n'en a actuellement besoin.
UT: Quels sont les principaux obstacles à l'exploration robotique sur la Lune et au-delà?
Le budget est le seul obstacle. Mais en prenant du recul, nous pourrions dire qu'un manque de vision est le seul obstacle, car si suffisamment d'entre nous comprenons ce qui est maintenant possible dans l'espace et à quel point ce sera révolutionnaire pour l'humanité, il n'y aura pas de manque de budget.
UT: Y a-t-il autre chose que vous aimeriez ajouter que je n'ai pas encore évoqué?
Nous vivons à une époque très excitante où ces possibilités nous sont ouvertes. C'est passionnant de penser au monde que nos petits-enfants verront, et c'est passionnant de penser à ce que nous pouvons faire pour y arriver.
Chaque fois que je parle de ce sujet, les jeunes du public viennent ensuite et demandent ce qu'ils peuvent faire pour s'impliquer dans l'industrie spatiale. Ils me disent que c'est ainsi qu'ils veulent passer leur vie. Il obtient cette réponse parce que c'est tellement convaincant, si logique et si juste.
Il s'agit du troisième d'une série en trois parties sur la construction d'une base spatiale. Il y a deux jours: pourquoi le mien sur la lune ou un astéroïde? Hier: combien d'argent faudrait-il?
