机器人掌握着探索太阳系的钥匙

颓废春天

在过去的半个世纪里，我们在人类和机器人探索的带领下，在太阳系的探索中取得了长足的进步。我们在月球上行走，在火星上漫游。我们嗡嗡作响冥王星，在木星的轨道上跳舞。但我们只是触及了表面。当我们展望下一个世纪的探索时，在我们决定是人类还是机器人应该引领潮流时，我们必须在成本和科学收益之间取得适当的平衡。
我们已经将机器人探测器发送到太阳系的几乎每个角落。在内太阳系内，我们信任的机器使者已经登陆月球，火星，甚至金星（即使只有几分钟）。除了火星、金星和水星周围的轨道飞行器外，我们还在红色星球上运行了几辆半自主漫游车。我们已经采集了小行星和彗星的样本，并成功地将这些样本送回地球进行进一步研究。
在外太阳系中，我们的机器人成就同样令人印象深刻，特别是考虑到穿越我们之间遥远距离的挑战以及那里发现的环境的困难。在一系列先驱者和旅行者任务短暂飞越木星、土星、天王星和海王星四个巨型世界之后，我们继续发射任务。伽利略号和卡西尼号航天器分别绕木星和土星运行，惠更斯探测器下降到土星的甲烷化卫星土卫六表面。虽然我们已经40多年没有访问过天王星或海王星了，但我们已经向冥王星发送了一艘名为新视野号的航天器，并进一步向外进入柯伊伯带。
机器人便宜且可扩展

简而言之，机器人可以更容易地做人类做不到的事情。我们可以将它们设计成能够承受太阳系中的环境，这些环境对于人类探索的任何合理期望来说都太苛刻了。例如，金星的表面足够热，可以熔化铅，所以我们不会很快把“靴子放在地上”......或永远。同样，将航天器送入外太阳系需要长达十年的时间。至少在一代人左右的时间里，我们不可能获得将人类任务发送到小行星带以外的任何事物的技术能力，更不用说让他们在那里再呆几年来做他们的工作了。气体和冰巨行星的大气层，以及它们异国情调的卫星表面，将在一段时间内仍然是机器人探险家的领域。

这新视野号冥王星任务2008年是第一艘访问冥王星和外太阳系柯伊伯带的航天器。这艘重达半吨的航天器包含科学仪器，用于绘制冥王星及其三个卫星的表面地质和组成，调查冥王星的大气层，测量太阳风，并评估行星际尘埃和其他粒子。当涉及到靠近地球的目标时，如月球、火星和近地小行星，机器人仍然比载人任务具有明显的优势。最值得注意的是，它们很便宜。相比之下，通货膨胀调整后，阿波罗任务的总投资超过1750亿美元。毅力号火星任务是一个更遥远、更具挑战性的目标，总计20亿美元，不到阿波罗计划成本的9%。
我们还将我们的机器人设计成优秀的探险家。它们是轻量级的（至少与载人任务的需求相比），并且需要相对较少的资源。一般来说，只要它们的电源仍然可行，即使面对一些放射性元素或太阳能电池板衰变，探测器也可以继续工作。当单个组件发生故障时，它通常不会杀死任务 - 单个仪器的丢失是一个令人头疼的问题，但仅此而已。机器人还可以携带正常人类感官之外的各种传感器，使它们能够研究从X射线到地震运动的所有内容。
最后，说白了，机器人是一次性的。当任务结束时，我们可以让我们的探测器坐在外星世界的表面，或者把它投入大气层。我们永远不必担心把它带回来。
为什么我们仍然需要人类走出去

然而，在太空方面，人类不一定是二等探险家。是的，我们到达任何地方都非常昂贵。这种成本来自几个因素。虽然与我们的大多数探测器相比，人类是轻便的，但我们需要大量的资源 - 食物，水，热量，空间 - 与我们一起骑行。人的生命异常宝贵，这意味着我们必须在我们的任务中建立多个冗余，以确保在发生事故或灾难时能够生存;当涉及到生命支持系统时，小事故很快就会演变成危险的情况。我们还必须把这些人类带回来——送宇航员执行单程任务通常被认为是低品味的——需要更多的燃料和资源。
但是，一旦我们克服了这些挑战并最终到达某个目标，投资回报就会立即开始。人类比机器人快几个数量级，机器人必须移动得足够慢，以免损坏自己，并不断等待来自地球的更新指令。人类可以做出快速、快速的决策，并且足够灵活和敏捷地根据这些决策采取行动。例如，如果火星上的漫游车发现了一块有趣的岩石，可能需要数周时间才能进入位置进行检查。人类可以只是...捡起来。
相比之下，阿波罗17号的宇航员在三天内走了22英里。火星上的机遇号探测器也在8年里行驶了22英里。所有的火星任务都在火星表面停留了数千天，产生了大约1000篇学术论文。所有的阿波罗任务总共在月球表面停留了12天半，其中只有3.4天是离开登陆艇的积极探索时间。然而，在这短短几天里，发表了3000多篇科学论文。虽然这不是判断任务成效的完美指标，但这次载人任务确实凸显了人类探险家的强大。
人类与机器人——谁将引领未来几代太空探索的道路？答案是两者兼而有之。随着我们开发将人类送往长途任务所需的技术 - 例如，前往火星或小行星带 - 我们将同时继续扩展我们的机器人任务的能力。
未来的机器人任务会是什么样子

在外部系统中，我们已经有一个成功的着陆器（土卫六上的惠更斯探测器）。美国宇航局和欧空局（ESA）都有绕木星运行的任务，以研究其卫星欧罗巴，这可能是生命的家园。Ingenuity直升机在最新的火星任务中（在本故事的顶级艺术中出现）是未来飞行器的原型，包括将在未来几十年内探索泰坦的蜻蜓旋翼机。美国宇航局希望向金星发送更多的探测器，这些探测器能够漂浮在大气层中，为我们提供第一张详细的表面地图。
我们的机器人探头将变得更加强大和自主，能够独立决策和更快的移动。也许不久的某一天，我们将钻穿欧罗巴的冰盖，将潜水器送入其广阔的全球液态水海洋。也许我们会让宇宙飞船漂浮在气体和冰巨行星的大气层中。也许我们会有几十艘，如果不是几百艘飞船同时探索太阳系的每个角落。
我们将与他们并肩作战。也许落后几十年，但我们最终会到达那里。我们的机器人探测器将铺平道路，找到最适合未来人类探索的区域并进行初步科学。我们前往其他世界的第一次载人任务可能相对较短，只是机器人在同一地点花费的时间的一小部分。但是，如果阿波罗任务有任何迹象，这些任务将揭示数不清的科学宝藏，并让我们以机器人传感器无法比拟的方式体验太阳系的奇迹。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0omqSf3S
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