미래 화성 임무: 인간이 로봇을 능가할 수 있습니까?

화성 샘플 반환 임무 개념

스쿠프 앤 스크램블 화성 샘플 반환 임무는 오랫동안 과학계에서 추구해 왔습니다. (이미지 크레디트: Wickman Spacecraft & Propulsion)





수십 년 동안 과학자들은 화성의 암석을 수집하고 지구로 되돌리기 위해 로봇을 보낸다는 아이디어를 지지해 왔습니다. 이 프로젝트는 인간이 먼 곳의 붉은 행성 모래 언덕으로 장화를 부수기 훨씬 전에 가능해야 합니다.

그 흥미로운 지구에서 표본을 착륙하고, 퍼내고, 다시 우리 세계로 운반한다는 아이디어는 화성 탐사 계획가들에 의해 선구자 임무의 성배로서 오랫동안 승인되었습니다.

이 견해는 NASA의 MPPG(Mars Program Planning Group)의 요약 보고서에 의해 9월 말에 반영되었습니다. 전 NASA 프로그램 관리자 Orlando Figueroa는 NASA의 화성 탐사 프로그램을 재편성하는 임무를 맡은 MPPG 회원들로 구성된 블루 리본 팀을 이끌었습니다.



그러나 다른 전문가들은 로봇이 인간 우주비행사에게 더 적합한 일을 해야 하는지에 대해 의문을 제기합니다. [ 역사상 가장 대담한 화성 임무 ]

결과 보고

MPPG의 목표는 과학과 화성 탐사 간의 의미 있는 협력을 만들기 위한 옵션과 대안을 탐색하는 것이었습니다. 더욱이 최근 NASA의 화성 탐사 예산 대폭 삭감으로 인해 화성 로봇 탐사 프로그램에 대한 재고가 필요했습니다.



요약 보고서 관찰 중 MPPG는 다음을 발견했습니다. 화성 샘플 반환 아키텍처는 인간 우주 비행, 우주 기술 및 로봇 탐사 캠프 사이의 목표의 '유망한 교차점'을 제공합니다.

요약 보고서를 보여주는 언론 브리핑에서 과학 임무 이사회의 부국장인 NASA의 John Grunsfeld는 샘플 반환이 프로그램 간의 기술적 시너지를 찾을 수 있는 가장 좋은 기회라고 말했습니다.

'화성으로 가서 샘플을 반환하라는 임무를 보내는 것은 화성에 승무원을 보내고 안전하게 돌려 보내는 것과 많이 비슷합니다. 거기에는 아이디어의 평행이 있습니다'라고 그는 말했습니다.



더 좋고 더 싸다

그러나 로봇 발굴 및 돌진 화성 계획이 화성의 풍경을 가로질러 걸어가는 인간 탐험가보다 앞서 명확하고 손에 잡히는 해야 할 일인가? 그리고 휴대용 가방 샘플을 로켓으로 되돌리면 화성에 생명체가 있습니까?

또 다른 옵션은 로봇 대리인을 우회하고 우주 비행사가 스스로 '화성 물품'을 가져오도록 하는 것입니다. 게다가 누가 표본을 지구로 돌려보내야 한다고 말합니까?

풀먼에 있는 워싱턴 주립 대학의 우주생물학자인 Dirk Schulze-Makuch는 '샘플 반환에 대한 높은 우선순위에 동의하지 않습니다'라고 말했습니다.

Schulze-Makuch는 '우리의 현장(현장) 능력은 바이킹 착륙선(1970년대) 시대보다 오늘날 훨씬 더 좋습니다. '우리는 화성에 미생물이 존재하는지 여부를 현장 임무로 해결할 수 있습니다.'

샘플 귀환 임무 Schulze-Makuch는 '그리고 내 생각에 유리한 유일한 것은 화성 암석의 방사성 연대 측정을 통해 절대 연령 척도를 얻는 것입니다.'라고 Schulze-Makuch는 말했습니다. 관점에서, 현장 임무는 더 좋고 저렴할 것입니다.'

NASA의 새로운 목표는 이제부터 모든 로봇 임무는 미래의 인간 임무를 지원하는 데 도움이 되어야 한다고 명시되어 있습니다. Schulze-Makuch는 이 요구 사항은 화성에 생명체가 존재하는지 여부를 확인하는 로봇 임무에 의해 충족될 것이라고 말했습니다.

'인간의 임무를 시작하기 전에 해결해야 할 가장 큰 질문 중 하나는 화성에 우주인을 보호하기 위해 화성에 생명체가 존재하는지 여부와 반대의 경우 행성 보호를 고려하는 것입니다. 현장 로봇 임무로 해결되었습니다'라고 Schulze-Makuch는 말했습니다.

수십 년에 걸쳐 화성의 일부를 지구로 되돌려 보내는 방법을 청사진으로 만들기 위해 수많은 기술적 평가가 수행되었습니다.

수십 년에 걸쳐 화성의 일부를 지구로 되돌려 보내는 방법을 청사진으로 만들기 위해 수많은 기술적 평가가 수행되었습니다.(이미지 제공: NASA/JPL)

사려 깊은 컬렉션

Tempe에 있는 Arizona State University의 지구 및 우주 탐사 학교 소장인 Kip Hodges는 '가까운 미래에 행성 표면에서 수행되는 대부분의 과학은 지질학이며 주로 현장 과학 사업으로 간주되어야 합니다'라고 말했습니다.

아폴로, 화성 탐사 로버 스피릿과 기회, 그리고 현재 큐리오시티의 성공에도 불구하고 우리는 행성 현장 지질학에 대한 경험이 거의 없다고 Hodges는 말했습니다.

'반면, 우리는 지구에서 현장 지질학에 대한 거의 2세기의 경험을 가지고 있습니다.'라고 Hodges는 guesswhozoo.com에 말했습니다. '내 관점은 여기에서 배운 교훈을 사용하여 다른 세계에서 행성 현장 지질학을 수행할 수 있는 드문 기회를 최대한 활용하는 방법을 알려야 한다는 것입니다.'

Hodges는 샘플 수집과 관련하여 지상 지질학자들이 많은 샘플에 대한 많은 실험실 연구를 수행할 능력이 없는 한 무작위로 샘플링하는 것보다 더 잘 알고 있다고 말했습니다.

Hodges는 '화성에서 샘플을 회수하는 데 많은 수의 샘플이나 대규모 샘플이 포함될 가능성은 거의 없어 보입니다.'라고 Hodges는 말했습니다.

화성에서의 이동성

최근 화성 탐사를 위한 초대형 탐사선 큐리오시티(Curiosity)의 착륙은 하늘 크레인 개념을 사용하여 미래에 붉은 행성에 샘플 귀환 임무를 착륙시키는 데 유용할 것으로 판명되었습니다.

최근 화성 탐사를 위한 초대형 탐사선 큐리오시티(Curiosity)의 착륙은 하늘 크레인 개념을 사용하여 미래에 붉은 행성에 샘플 귀환 임무를 착륙시키는 데 유용할 것으로 판명되었습니다.(이미지 제공: NASA/JPL)

Hodges에게 화성의 '올바른 물건'을 수집하는 것은 행성에서의 이동성이 전제 조건임을 의미합니다.

'채집이 원격 로봇에 의해 수행되든 표면에 있는 인간에 의해 수행되든, 샘플링하기 전에 상세한 지질학적 맥락을 설정하기 위해 여러 관점을 얻는 것이 중요합니다 … 내 생각에는 운에 너무 의존하기 때문에 단순한 착륙선으로는 그렇게 할 수 없습니다.'라고 그는 말했습니다.

그러나 일단 이동성을 갖게 되면 상황을 파악하는 데 인간이나 로봇이 더 나은지 여부가 문제라고 Hodges는 말했습니다. 표면에 부츠를 신은 인간이 그렇게 할 수 있습니까?

'물론입니다. 그 실험은 이미 여기 지구에서 수행되었습니다.'라고 그는 말했습니다. Hodges는 유능한 원격 조작 로봇이 충분한 시간만 주어진다면 그렇게 할 수 있다고 생각합니다. 그러나 지질학자는 자율 로봇이 조만간 그렇게 할 수 있을지 확신하지 못하고 있습니다.

결론

Hodges는 최종 평가로 넘어가면서 '로봇 임무가 더 나은 과학 수익을 제공할 것인지 아니면 인간 임무가 더 나은 과학 수익을 제공할 것인지에 대한 질문은 논쟁을 위한 훌륭한 사료입니다'라고 말했습니다.

'첫 번째 임무의 지속 시간을 감안할 때 인간 임무가 '더 나은' 샘플을 반환할 수 있을지 모르겠지만 확실히 더 나은 샘플을 더 빨리 수집할 수 있습니다. 화성에 대한 인간의 임무를 정당화하기에 충분합니까? 나는 그것이 잘못된 질문이라고 생각한다'고 Hodges가 말했다.

대신 Hodges는 화성으로의 인간 여행에 대한 무수한 비과학적 이유가 로봇 샘플 반환 임무에 자금을 지원하기 전에 그러한 임무를 정당화할지 여부라고 말했습니다. [ 화성의 조각을 지구로 가져오기: NASA는 어떻게 할 것인가 ]

'그 대답이 '예'라면, 우리는 반드시 훌륭한 샘플을 얻을 수 있고 과학을 포함하는 것이 그 인간 임무의 우선 순위가 되어야 합니다. 유일한 정당화로 사용될 수 있는 인간의 화성 탐사를 위한 과학 동인이 있습니까? 불안한. 우리가 인간을 보내기 전에 무인 샘플 반환 임무가 필수적이라고 주장할 수 있습니까? 나는 그 주장 뒤에 숨겨진 논리를 정말로 이해하지 못한다'고 Hodges는 결론지었습니다.

사이트 선택

또 다른 고려 사항은 화성으로의 샘플 귀환 임무가 화성에 인간이 발을 디디기 전에 장소를 '비행 자격'이 될 수 있는지 여부입니다.

'절대적으로하지. 사이트에 병원체가 없는지 확인해야 하는 이유는 무엇입니까? 말도 안 된다'고 콜로라도주 레이크우드에 있는 화성학회 회장 로버트 주브린이 말했다.

Zubrin은 guesswhozoo.com에 '화성 표면은 액체 상태의 물을 지탱할 수 없고 자외선을 쬐기 때문에 미생물이 살 수 없습니다.'라고 Zubrin이 말했습니다. '화성에 생명체가 있다면 화성 샘플 반환 임무가 닿지 않는 지하 지하수면에 있는 것이다.'

Zubrin은 '장소 사전 자격' 주장의 완전한 영향을 이해하기 위해 '그것을 추진하는 사람들은 우리가 우주비행사를 그곳으로 보내기 전에 주어진 장소에 원주민이 살고 있지 않다는 것을 NASA에 보증하기 위해 샘플 반환을 원한다고 말한다는 점에 유의해야 합니다. . 사실, 화성 샘플이 반환되거나 다른 탐사선이 화성에 생명체가 있는 장소를 탐지했다면, 과학 기반 프로그램이 우주비행사를 보내고 싶어하는 곳이 바로 그곳입니다.'

Zubrin은 화성 샘플 반환 임무에 대한 예선 주장이 단순히 잘못되었을 뿐만 아니라 터무니없다고 생각한다고 말했습니다. '만약 화성 샘플 반환을 정당화하기 위해 그 주장이 필요하다면 그 임무는 정당화되지 않으며 즐길 수 없습니다'라고 덧붙였습니다.

대체 로봇 임무

NASA의 화성 탐사 프로그램 예산 내에서 샘플 반환이 화성의 로봇 과학 탐사를 추구하는 가장 좋은 방법입니까?

'어쩌면' 주브린이 말했다. '오비터, 로버, 항공기 및 지상 네트워크의 구색으로 구성된 대체 로봇 임무 세트를 제안하는 것은 확실히 가능합니다. 그것은 화성 표본 반환 임무보다 훨씬 더 빨리 더 큰 과학 반환을 가져올 수 있습니다.'

그럼에도 불구하고 Zubrin은 우리가 붉은 행성에 대한 인간 탐사를 계획하고 있다면 인간 탐험가가 로봇 샘플 반환 임무보다 수천 배의 후보 암석에서 훨씬 더 현명하게 선택된 수백 배의 샘플을 반환할 수 있다고 말했습니다.

'그러나 과학계가 로봇 화성 샘플이 너무 가치가 있어서 그 돈으로 할 수 있는 다른 모든 종류의 과학을 희생할 가치가 있다고 정말로 믿는다면 NASA가 가장 효율적인 화성 샘플을 개발하는 것이 필수적입니다. 다른 유형의 화성 탐사 임무에 사용할 수 있는 자금 지출을 최소화하고 가능한 한 빨리 샘플을 얻을 수 있도록 반환 계획이 필요합니다.'라고 Zubrin이 말했습니다.

관료주의의 치매

인류가 화성의 풍경을 가로질러 트레킹을 하기까지 얼마나 걸립니까? 아티스트

인류가 화성의 풍경을 가로질러 트레킹을 하기까지 얼마나 걸립니까? 아티스트의 컨셉은 화성에서 샘플 분석에 참여하는 승무원을 묘사합니다.(이미지 제공: NASA/JSC)

Zubrin의 의견으로는 화성 샘플 반환 임무에 대한 최근 MPPG 요약 보고서 접근 방식은 '아마도 한 개인의 고의적 광기라기보다는 사회적 질병으로 작동하는 관료주의 치매의 계획되지 않은 산물'일 것입니다.

Zubrin은 MPPG 요약 보기 그래프가 다음을 포함하는 8개 부분으로 수행된 화성 샘플 임무의 개요를 보여주고 있다고 지적했습니다. 2) 화성 상승 차량을 화성에 파견하고 탐사 로버 또는 샘플 캐시와 함께 표면 랑데부를 수행합니다. 3) 화성 상승 차량을 타고 화성 궤도를 돌고 태양 전기 추진(SEP) 우주선과 랑데부합니다. 4) SEP 우주선을 지구와 가까운 행성간 공간으로 다시 날립니다. 5) 라그랑주 점 우주 정거장을 건설합니다(라그랑주 점은 태양과 지구와 같은 두 물체의 경쟁 중력이 상쇄되는 공간의 점입니다). 6) 우주 비행사를 라그랑주 포인트 우주 정거장으로 날아갑니다. 7) 라그랑주 포인트 우주 정거장에서 우주 비행사를 파견하여 SEP 우주선에서 샘플을 채취하고 라그랑주 포인트 우주 정거장으로 돌아갑니다. 8) 우주비행사들이 Lagrange point 우주정거장에서 지구로 샘플을 반환하도록 합니다.

보고서의 샘플 반환 계획은 표면 랑데뷰, 화성 궤도 랑데뷰, 심우주 랑데뷰 및 라그랑주 포인트 랑데부에 대한 '4중 랑데뷰'의 사용을 금지하고 있다고 Zubrin은 말했습니다.

대체로 Zubrin은 보고서가 화성 샘플 반환 임무를 사용하여 현재 NASA의 취미 말 구색에 대한 정당성을 제공한다고 말했습니다.

'요컨대 우리가 화성에서 샘플을 얻으려면 가장 간단하고 저렴하며 가장 빠르고 가장 직접적인 방식으로 화성에서 샘플을 얻을 계획을 세우고 임무를 크리스마스 트리로 만들지 않아야합니다. 쓸모없고 값비싼 수십 년 지연에 대한 관료의 소원 상자에 있는 모든 장식품을 걸어두는 것'이라고 Zubrin은 결론지었습니다.

Leonard David는 50년 이상 우주 산업에 대해 보도해 왔습니다. 그는 작년 National Space Club Press Award의 수상자이자 National Space Society의 Ad Astra 및 Space World 잡지의 전 편집장입니다. 1999년부터 guesswhozoo.com에 글을 기고하고 있습니다.