چه چیزی در انتظار ربات‌های فضایی، کاوشگرهای خودکار، ناوبری فضایی و آینده فضاپیماهاست؟
سیروس برزو: در این روزها در پایگاه فضایی بایکونور (Baikonur Cosmodrome) سرنشین شگفت‌انگیز و بی‌سابقه‌ای برای ناو کیهانی سایوزام.اس-۱۴ (Soyuz MS-14) در حال آماده‌سازی است. ربات اسکای‌بات اف-۸۵۰ (Skybot F-850) به طور جدی برای پرواز فضایی آماده می‌شود. آیا انتظار داریم دستیابی به موفقیت در رباتیک فضایی داشته باشیم یا اینکه این تنها اولین قدم در مسیر رباتیک فضایی است؟
روزنامه گازتا.رو (Gazeta.Ru) با رامان بسونوف (Roman Bessonov) رئیس گروه تحقیقات فیزیک نوری، پژوهشکده تحقیقات فضایی آکادمی علوم روسیه و عضو بخش رباتیک شورای علمی و فنی آژانس فضایی روسیه، روسکاسموس (Roscosmos)، در مورد کاوشگرها، ناوبری فضایی و آینده فضاپیماها گفتگویی انجام داده است که مشروح آن را می‌خوانید:
رویداد مهم پرتاب رصدخانه فضایی اسپکتر-ار.گ (Spektr-RG) برای تهیه نقشه کامل جهان در محدوده اشعه ایکس، طراحی شده توسط پژوهشگاه‌های روسیه و آلمان، شایستگی موسسه شما را به خوبی نشان داد، این کاوشگر تا چه حد خودکار است؟
هر فضاپیمای پیشرفته، وسیله‌ای کاملاً مستقل بشمار می‌آید که دارای چشم، گوش و زبان خاص خود است و همچنین می‌تواند عملیات‌های بسیاری را به تنهایی انجام دهد؛ از جمله تغییر جهت‌گیری در فضا، تنظیم حرکت چرخشی، تنظیم آنتن‌ها و بالاخره انتقال اطلاعات. عمل خودکارسازی صرفاً برای تسهیل کار افراد حاضر در مرکز هدایت پرواز انجام نمی‌شود. فضاپیمای در حال حرکت را نمی‌توان به راحتی و مانند یک ماشین هدایت کرد. اگر به هر دلیلی یک کاوشگر از محدوده هدایت ما خارج شود و مثلا ارتباطات رادیویی خود را برای لحظاتی از دست بدهد، باید بتواند به تنهایی زنده بماند و در دوره‌های ارتباط بعدی خدمات خود را ارائه دهد. این پدیده در مورد اسپکتر-ار.گ کاملا صدق می‌کند. جلسات ارتباطی یکبار در روز صورت می‌گیرد و قبل از آن زمان، همه دستگاه‌ها بطور خودکار آماده می‌شوند؛ از جمله استقرار باتری‌های خورشیدی، پشتیبانی از منبع تغذیه، جهت‌گیری مداری، آزمایش ابزارها، تصحیح مدار به صورت خودکار، برداشتن در پوش‌های تلسکوپ، انتقال داده‌ها. تنها هنگام وقوع احتمالات غیرمنتظره، متخصصان زمینی وارد عمل می‌شوند. اما در واقع این تلسکوپ یک دستگاه کاملاً خودکار است که البته تحت نظارت یک شخص کار می‌کند. اسپکتر-ار.گ مانند هر کاوشگری محصولی بی‌نظیر محسوب می‌گردد.
با توجه به تخصص مجموعه شما می‌خواهم سوال دیگری مطرح کنم؛ آیا ربات‌هایی جهت تعمیر ایستگاه یا سفینه‌های فضایی وجود دارد؟ به عنوان مثال، اگر برای ایستگاه مشکلی ایجاد شود، امکان دارد ربات‌های تعمیرکار را به همراه یک سفینه به آنجا فرستاد؟
می‌توان گفت هنوز برای انجام چنین عملیاتی زود است و نیاز به پیشرفت بیشتری داریم. بطور مثال برای تعمیر یک بخش ایستگاه فضایی باید مراحل مختلفی طی شود. یک ایستگاه مداری کاملا بسته و محافظت شده است، چندین لایه از جمله عایق حرارتی دارد که ثبات حرارت داخل آن را تضمین می‌کند. حال اگر نقصی در جایی بوجود آید، ربات، ابتدا باید خود را به آنجا برساند و اقدامات لازم شامل باز کردن عایق، تشخیص درست نقص و عیب‌یابی آن، باز کردن مهره‌ها، جدا کردن اتصالات و یا سایر موارد را انجام دهد. در سطح فناوری فعلی، این کار هنوز امکان پذیر نیست؛ حتی برای یک فضانورد هم کار سختی است. چنین مواردی، به ویژه در ایستگاه فضایی بین‌المللی، ممکن است اتفاق بیفتد. اما این ایستگاه در مدار نزدیک به زمین پرواز می‌کند در حالی که بسیاری از کاوشگران در جایی بسیار دورتر پرواز می‌کنند؛ جایی که کار کردن، هم برای انسان و هم برای ربات، بسیار دشوار است.
امروزه محصولات بسیار پیشرفته هم کاملاً خودکار نیستند؛ به عنوان مثال، شرکت روسی فناوری اندروید (Android Technology) که توسعه‌دهنده ربات فدور (FEDOR) است یک دستگاه عالی ساخته، اما این ربات در بیشتر قسمت‌ها توسط انسان اداره می‌شود. هیچ ربات فضایی کاملاً مستقل در هیچ جای جهان وجود ندارد؛ البته در عین حال استفاده از چنین رباتی در مدار نزدیک به زمین که ایستگاه فضایی بین‌المللی در آن پرواز می‌کند امکان‌پذیر است اما در مدارهای دور که در آن تأخیرهای ارتباطی و اختلال وجود دارد و ممکن است در درک اپراتور ربات مشکل ایجاد شود، هدایت از راه دور نمی‌تواند راه مناسبی باشد. در آینده مطمئناً به این امر خواهیم رسید، اما اکنون تصور این که یک ربات کاملاً خودکار و متکی به خود که همه چیز را درک و اداره کند غیرممکن است.
شما در زمینه نقشه سه‌بعدی برنامه لونا-۲۶ (Luna 26) کار می کنید. آیا این کار برای آسان‌تر شدن پرواز به ماه در حالت خودکار انجام می‌شود؟
نقشه سه بعدی ماه یک گام واقعاً مهم به سمت پیمایش خودکار و فرود در این سیاره است. پیش از این، کاوشگران با کمک دستگاه‌های دورسنج و بالستیک روی ماه می‌نشستند. باید توجه داشت همیشه این تهدید وجود دارد که مثلاً یک سنگ در محل فرود باشد. اگر این سنگ بیش از ۳۰ سانتی‌متر قطر داشته باشد، حتی ممکن است دستگاه فرود را واژگون نماید. بنابراین، برای دیدن مکانی که قرار است سفینه در آنجا بنشیند، به «چشم» نیاز دارید. در حال حاضر ما و اروپایی‌ها در حال ساخت چنین سامانه‌ای هستیم؛ این سامانه می‌تواند پیشنهاد دهد که محل فرود چه نقطه‌ای باشد. آمریکایی‌ها نقشه‌ای ساخته‌اند که برای پروازها مناسب است، اما وضوح آن کافی نیست و اجازه جهت‌گیری مناسب در هنگام فرود را نمی‌دهد.
یعنی با این نقشه می‌توان در فضا به شرکای خود، نه تنها آمریکایی‌ها و اروپایی‌ها، بلکه مثلاً به هند و چین کمک کرد؟
کاملاً؛ اما تصمیم این همکاری با رهبری کشور و روسکاسموس است. علاوه بر این، ما در بخش خود یعنی گروه تحقیقات نوری و فیزیکی پژوهشگاه فضایی آکادمی علوم روسیه، سامانه‌های ناوبری جدیدی را برای فضاپیما ایجاد می‌کنیم؛ این تجهیزات گام بعدی برای کاوشگران کاملاً خودکار یا ربات‌ها محسوب می‌شود. هیچکس به اولین نمونه‌هایی که ۲۰ سال پیش ساخته بودیم اعتقاد نداشت و کسی فکر نمی‌کرد که این سامانه‌ها بتوانند با استفاده از ستاره‌ها قابلیت ناوبری ارائه دهند؛ ولی اکنون هیچ فضاپیمایی بدون چنین سامانه‌هایی به فضا پرتاب نمی‌شود. در دستگاه‌های ناوبری خودکار بر پایه جهتیابی ستاره‌ای، جهشی واقعاً جدی اتفاق افتاده است، اما در رباتیک فضایی ظاهراً هنوز گام مهمی برداشته نشده و ما در ابتدای راه هستیم. در هر حال، سامانه‌های نوری برای ربات‌های فضایی که در آینده باید تعمیر و نگهداری ماهواره‌ها، کاوشگران و ایستگاه‌های مداری را انجام دهند لازم است تا به حالت خودکار به هدف نزدیک شده، نحوه حرکت آن را شناسایی کرده و بدون اینکه به چیزی آسیب برسانند به محل مورد نظر متصل و کار تعمیر را انجام دهند.
چندی پیش مدیر علمی موسسه شما، لو زلنی (Lev Zeleny)، درباره احتمال ایجاد پایگاهی در ماه صحبت کرد که توسط ربات‌ها ساخته خواهد شد. به تازگی نیز رهبری روسکاسموس گزارش داد که روسیه و چین طرحی برای ایجاد یک ایستگاه مشترک در ماه دارند. به نظر شما نقش ربات‌ها برای ساخت چنین ایستگاهی چیست؟ آیا این ربات‌ها کاملاً خودکار خواهند بود یا تحت اداره انسان؟
این ربات‌ها نیمه‌خودکار هستند. آمریکایی‌ها چگونه مریخ‌نوردهای خود را اداره می‌کنند؟ آن‌ها این کار را بسیار با دقت انجام می‌دهند. فرستادن کاوشگر به مریخ بسیار گران تمام می‌شود؛ به این معنی که باید از مریخ‌نورد محافظت شود. قبل از اینکه فرمان حرکت دهیم، یک مدل رایانه‌ای ایجاد می‌شود که طی آن امن‌ترین مسیر بررسی می‌گردد تا ربات در جایی گیر نکند و آسیب نبیند. ربات‌های مستقل به دانش و فناوری لازم برای جهتیابی خودکار و پیمایش نیاز دارند. در حال حاضر در زمین این فناوری اجرا شده است؛ جاروبرقی خودکار یا وسایل نقلیه بدون راننده. اما در فضا و ماه، اگر خطا صورت گیرد هزینه‌ای بسیار سنگین دربرخواهد داشت؛ از این رو سامانه‌ها باید بی‌نقص باشند.
سامانه خودکار در پایگاه ماه چگونه باید عمل کنند؟
بسیاری از عملکردها باید خودکار باشند. به نظر من، انسان نباید با انجام دستی تمام کارها خطر کند. علاوه بر این، شرایط برای اقامت طولانی انسان در ماه مطلوب نیست و امکان ندارد افراد بتوانند برای مدت طولانی در آنجا زندگی و کار کنند. ربات‌ها باید کار‌های زیادی را بدست گیرند. برای حرکت ربات‌های چرخ‌دار، مانند وسایل نقلیه بدون سرنشین، باید مسیرها را مشخص نمایید. در مورد سامانه‌های کاملا هوشمند، به زمانی طولانی نیاز است. در حال حاضر، انجام عملیات در فضا توسط فضانوردان مطمئن‌تر و آسان‌تر از انجام آن توسط یک آدمک هوشمند است.
در مورد روبونات (Robonaut) آمریکایی چطور که به ایستگاه فضایی بین‌المللی پرواز کرد، چه کاری در آنجا انجام داد؟
روبونات آن‌ها به نظر من بیشتر یک حرکت نمایشی بود. محصول شرکت بوستون داینامیکز (Boston Dynamics) جذابیت زیادی داشت اما در عمل چه کاربردی دارد؟ صادقانه بگویم تصور کارآیی آن برای من دشوار است؛ در غیر این صورت، باید مشتریان زیادی وجود می‌داشت.
اما در مورد فدور-اسکای‌بات چطور؟
این کار متفاوتی است. فدور مجری دستورات اپراتور است كه بوسیله عینک‌های سه‌بعدی منتقل می‌شود. این طرح بر خلاف یک برنامه کاملاً خودکار، طرحی عملی است. البته مشکلاتی نیز وجود دارد که فدور می‌بایست در مدار آن‌ها را حل کند. نقطه متفاوت برنامه فضایی سرنشین‌دار ما با دیگران همواره این بوده که به صورت همه جانبه و با رویکرد یکپارچه عمل می‌کرده است. برای آماده‌سازی فضانوردان اپراتور، باید پزشکانی انتخاب شوند که آن‌ها را هم از نظر سلامت جسمی و هم روانی تحت نظر داشته باشند؛ چرا که ما هنوز نمی‌دانیم یک فضانورد در سامانه پوششی سه بعدی در گرانش صفر چه احساسی دارد. این موضوعی است که باید به شکل همه‌جانبه مورد بررسی قرار گیرد.
یعنی این قدم‌ها، فقط آزمایش‌های اولیه است؟
این سوالی است که برای پاسخ به آن به زمان نیاز است. ۱۰ سال پیش هیچکس به برنامه شرکت فناوری اندروید اعتقاد نداشت؛ همه می‌گفتند این حرف‌ها تخیلی است اما اینک سامانه‌های هوشمند، مرز علم بشمار می‌روند. من فکر می کنم در ۱۰ تا ۲۰ سال آینده این فناوری به نتایج مطلوب می‌رسد؛ البته در گام اول بر روی زمین چنین اتفاقی می‌افتد زیرا کار در فضا به پایداری بسیار بیشتر عناصر نیاز دارد. در روی زمین، مکان‌هایی هست که کار بشر در آنجا باید محدود باشد مانند نیروگاه‌های هسته‌ای و معادن؛ ربات‌ها باید ابتدا در آنجا بکار گرفته شوند و می‌توان گفت فقط در صورت به دست آمدن تجربه بیشتر در زمین، استفاده از آن‌ها در فضا آغاز خواهد شد. اما امروز می‌توانیم اولین آزمایش‌ها را انجام دهیم.
چگونه موسسه شما تعامل خود را با روسکاسموس توسعه خواهد داد؟ ممکن است همکاری با شرکت‌های دیگر هم وجود داشته باشد؟
البته؛ ما بخشی از آکادمی علوم هستیم. اما در عین حال به طور جدی در بسیاری از برنامه‌های سازمان فضایی روسیه شرکت می‌کنیم. حتی گاهی با شرکت‌های زیر مجموعه روسکاسموس رقابت داریم. بعضی اوقات ما موفق‌تر هستیم و در زمان‌هایی نیز آن‌ها بهتر عمل می‌کنند. من فکر می‌کنم که اگر بگویم ۵۰ تا ۶۰ درصد فضاپیماها با مشارکت ما ساخته شده‌اند، واقعاً گزاف نگفته‌ام. علاوه بر اسپکتر-ار.گ که در مورد آن صحبت کردیم، در این ماه، ۲ دستگاه دیگر نیز راهی فضا گردید که در آن مشارکت داشتیم. در ۵ اوت، متئور ام ۲-۲ (Meteor M 2-2) پرتاب شد که حسگرهای جهتیابی ستاره‌ای و یک سامانه فیلمبرداری نسل جدید ساخته شده توسط ما در آن قرار دارد. در ۶ اوت، تجهیزات جهتیابی ستاره‌ای در مدار شروع به کار کردند که بصورت پایدار فعال هستند. در ۱۵ این ماه هم سامانه فیلمبرداری کار خود را آغاز نمود که روزانه ۱.۵ میلیون کیلومتر مربع از سطح زمین را تصویربرداری کرده و به گیرنده‌های مربوطه ارسال می‌کند.
در این ماه همچنین چهار ماهواره وزارت دفاع با کمک موشک سایوز (Soyuz) پرتاب شد. در بلوک ولگا (Volga) که محموله را در مدار مورد نظر قرار می‌دهد، حسگرهای جهتیابی ستاره‌ای ما نصب شده بودند. پس از جدا شدن موشک سایوز، واحدی که وظیفه در مدار قرار دادن ماهواره را بر عهده دارد باید به سرعت محل خود را پیدا کرده و بر روی مسیر متمرکز شود. برای همه عملیات، تنها ۲۰۰ ثانیه وقت بود؛ اگر جهتیابی در این ثانیه‌ها مشخص نمی‌شد، بلوک بالابرنده و ماهواره سقوط می‌کردند. اینجا است که می‌توان میزان مسئولیت را درک کرد. معمولا رسانه‌ها فقط می‌نویسند پرتاب موفقیت آمیز بود. اما این کار ساده نیست و اگر همه چیز با دقت کار نکند، فاجعه رخ خواهد داد. خوشبختانه حسگرهای جهتیابی ستاره‌ای ما درست و به موقع عمل کردند.
تاخیرها در برخی موارد طولانی می‌شوند و باعث تعویق افتادن پرتاب و برنامه‌ها هستند.
در حوزه ما لازم است که همه چیز تا حد امکان با آرامش پیش برود. بعضی‌ها شکایت می‌کنند که چرا کار به تعویق می‌افتد. در چنین کاری هرگز نباید عجله کنید؛ اگر شتاب کنید و بخواهید دقیقا در همان زمان اعلام شده کار انجام شود ممکن است اشتباهی رخ دهد که در نهایت منجر به عدم موفقیت گردد. چنین اتفاق افتاده است که نیاز به نصب تجهیزات بود ولی زمان لازم اختصاص داده نشد تا سامانه را به گونه‌ای اشکال‌زدایی کنیم که بدون خرابی کار کند. فشار آوردند که وقت نداریم، باید سریع‌تر آن را پرتاب کنیم و فاجعه پیش آمد. البته زمان‌بندی‌ها باید رعایت شود اما کیفیت در وهله اول قرار دارد و بیشتر از هر چیزی لازم است. کارالیوف (Korolev)، پدر فناوری روسیه، جمله معروفی دارد که به دستورالعمل تبدیل شده است: «اگر کاری را بد اما سریع انجام دهید، آن را همه به یاد خواهند سپرد. اما اگر انجام کاری زمان ببرد ولی خوب عمل کنید، آن تاخیر فراموش می‌شود.» و این یک واقعیت است.
تحریم‌ها روی کار شما چگونه تأثیر گذاشت؟
می‌توان گفت در هر وضعیتی نکات مثبت و منفی وجود دارد. اگر بخواهم در مورد بخش خودمان صحبت کنم باید بگویم که کمی کارمان سخت‌تر شد. ما باید تجهیزات قابل اطمینان بسازیم و سامانه‌های مقاوم در برابر تشعشات بکار یبریم. البته ما از چیزی‌هایی محروم شدیم، امکان استفاده از برخی عناصر امروزی از بین رفت. این تحریم باعث شد ما بیشتر و بیشتر به طرف توسعه فناوری داخلی توجه کرده و حرکت نماییم که عملا موفق به ساخت دستگاه‌هایی شدیم که نسبت به انواع وارداتی آن، قابلیت اطمینان بیشتری دارند. می‌توانم آماری ارائه دهم مبنی بر اینکه در پایان دهه ۱۹۹۰، تقریباً ۸۰ درصد قطعات فضاپیماها را عناصر داخلی تشکیل می‌دادند که عمدتا میراث دوره اتحاد جماهیر شوروی بودند و ۲۰ درصد از اجناس نیز وارد می‌شدند. در دهه ۲۰۱۰، این آمار به ۲۰ درصد قطعات داخلی و ۸۰ درصد اجزای وارداتی رسید. تحریم‌ها باعث شد که اکنون اوضاع رو به بهبود برود و تجهیزات و قطعات داخلی قابل اطمینان‌تری ساخته شده است.