اخلاق در روباتیک

با پیشرفت هوش مصنوعی و اینکه پیشبینی می شود به زودی روباتهای هوشمند بطور وسیع وارد زندگی انسانها شوند و اینکه درجه هوشمندی آنها به حدود انسانها برسد و از آن هم جلو بزند، بحثهای مشابه بحثهای انسانی در حیطه روباتیک هم شروع به جدیتر شدن کرده اند و از جمله آنها بحث «اخلاق برای روباتها» است. این کسانی را که داستانهای علمی-تخیلی نویسنده شهیر «آیزاک آسیموف» را خوانده باشند تداعیگر بحث «سه قانون روباتیک» مشهور اوست که در تمام داستانهای روباتیک او حضور دارد و به نظر من باید حتما جزو قوانین پایه برای روباتهای هوشمند آینده قرار بگیرد.

مطلب خوبی در سایت zoomit در این ارتباط خواندم که دلیل نوشتن و ارجاع فعلی شد. به نظرم مطلب جالبی برای خواندن است: 

«درست یا غلط، مسأله این نیست، مسأله این که روبات چگونه تصمیم بگیرد؟»

نویسنده: رسول شیری پنج شنبه, 15 خرداد 1393 ساعت 11:07 نظر (26)

• اندازه قلم  
•  چاپ

• 

 انسان با قدرت تفکر و استدلال و با توجه به دلایل روحی و روانی و البته اخلاقیات تصمیم می‌گیرد. درست یا غلط فرقی نمی‌کند، به هر حال تصمیم می‌گیرد. روبات‌ها هم باید در شرایط پیچیده، طوری برنامه‌ریزی شوند که بهترین تصمیم را بگیرند و یا حداقل تصمیمی بگیرند که بهتر از انفعال باشد. اما چطور؟ در ادامه نگاهی به برخی مطالعات در این عرصه می‌اندازیم.

تبلیغات

اپل واچ

گیفت کارت آیتونز

فروش ویژه موبایل، تبلت و لپ تاپ

داستان کوتاه "طفره" به قلم نویسنده‌ی مشهور داستان‌های علمی-تخیلی، آیزاک آسیموف، با دو دانشمند مستقر در سیاره‌ی عطارد شروع می‌شود. آنها متوجه شده‌اند که سوخت مورد نیاز پایگاه انسانی رو به اتمام است. در شرایط پیش آمده، روباتی به نام Speedy را برای جست‌وجوی سوخت اعزام می‌کنند. اسپیدی همان‌طور که از نام آن پیداست، روبات سریعی است ولیکن پس از 5 ساعت باز می‌گردد و در حالی که به دور خود می‌چرخد، حرف‌های بی‌معنی تحویل پاول و داناوان می‌دهد.

ایزاک آسیموف بارها در کتب مختلف خود که روبات‌ها در آن حضور دارند از سه قانون وضع شده برای روبات‌ها صحبت می‌کند. شاید کتاب معروف انسان دو قرنی را خوانده‌اید و یا شاید در کتب دیگر با سه قانون جالب آسیموف مواجه شده باشید. به هر حال سه قانون بزرگ آسیموف این است:

• یک روبات نباید به انسان آسیب برساند؛ همچنین نباید در برابر اتفاقاتی که ممکن است منجربه مرگ یک انسان شود،  اهمال و سهل انگاری کند.
• یک روبات باید دستوراتی که انسان‌ها به او می‌دهند را اطاعت کند، به جز دستوراتی که اجرای آن به نقض قانون اول می‌انجامد.
• یک روبات باید تا جایی که قانون اول یا دوم نقض نمی‌شود، از خود محافظت کند.

سه قانون کاملاً روشن روبات‌ها، به گیج شدن اسپیدی منجر شده چرا که از طرفی طبق قانون سوم باید از خود محافظت کند و از طرف دیگر قانون دوم به او می‌گوید دستور را اطاعت کن. اسپیدی در تضادی اسیر شده که راهی برای حل آن پیدا نمی‌کند و این آغاز یک بحران روحی است.

با ورود روبات‌ها به دنیای واقعی، مسأله‌ی سیستم اخلاقی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند

آسیموف در تخیلات خویش، سال 2015 را به عنون تاریخی که اتفاقات در آن رخ داده انتخاب کرده است که به نظر کمی زود می‌رسد! هنوز انسان به سیارات نزدیک هم اشراف پیدا نکرده، حال اینکه عطارد، نزدیک‌ترین همسایه‌ی خورشید و سطح داغش موضوعی پیچیده‌تر است. اما چند سالی است که روبات‌های ساده برای کاربردهای خانگی معرفی می‌شوند؛ روبات‌های نظامی هم به زودی در کنار سربازها دیده خواهند شد و از همه جالب‌تر خودروهای بدون راننده است که در زومیت به آن اشاره کردیم. قرار است روبات‌هایی برای کار در کنار انسان‌ها در کارخانه‌ها روانه‌ی بازار شوند.

تمام این موارد به ما یادآوری می‌کنند که به زودی با مشکل روحی روبات‌ها مواجه می‌شویم. این موضوع به ویژه در مورد خودروهای خودران روشن است؛ خودرو باید در حوادث چه عکس‌العملی نشان دهد؟ آیا بهتر است کاری نکند و 5 انسان در تصادف کشته شوند و یا بهتر است با انحراف از مسیر، جان 5 نفر را نجات دهد ولیکن راننده‌ی خودرو کشته شود؟

پاسخ درستی برای این گونه سوالات وجود ندارد و حتی اگر وجود داشته باشد هم بسیاری از دانشمندان و محققین عرصه‌ی روباتیکس بر این باورند که پیش‌بینی هر یک از سناریوهای احتمالی و برنامه‌ریزی روبات برای واکنش به هر مورد، در عمل کاربردی نیست.

پروفسور Matthias Scheutz یکی از متخصصین علوم کامپیوتر از دانشگاه Tuffs می‌گوید:

تقریباً غیرممکن است که بتوان سیستمی پیچیده از گزاره‌های برنامه‌نویسی مثل "اگر، آنگاه و در غیر این صورت" را برای پوشش تمام اتفاقات ممکن نوشت. موضوع این نیست که نوشتن چنین برنامه‌ای بسیار مشکل است، نکته این است که پیش‌بینی تمام اتفاقات و موقعیت‌ها احتمالی و لیست کردنشان بسیار پیچیده است.

روش جدید استفاده از منطق و دلایل است، قرار نیست قوانین از پیش نوشته شده اجرا شوند

Scheutz به جای این کار در تلاش است مغز متفکر روبات را شبیه به انسان‌ها طراحی کند، مغزی که دلیل می‌آورد و تصمیم اخلاقی می‌گیرد. تیم او اخیراً بودجه‌ای 7.5 میلیون دلار از دفتر تحقیقات نیروی دریایی یا ONR دریافت کرده است و روی موضوع شناخت و تحلیل افکار انسان در هنگامی که یک تصمیم اخلاقی می‌گیرد، مشغول به کار است. محققین در ادامه می‌خواهند همین روش تصمیم‌گیری را در روبات‌ها شبیه‌سازی کنند.

پس از 5 سال کار روی این پروژه، منتظر نمایشی از روباتی که تصمیم می‌گیرد هستیم. یک مثال ساده، روبات پزشک است که دستور دارد داروهای فوریتی را به بیمارستان برساند تا جان انسان‌ها را نجات دهد. در راه با یک سرباز روبرو می‌شود که به سختی مجروح شده است. آیا باید مأموریت اصلی خود را فراموش کند و به سرباز کمک کند؟

اهمیت تصمیمی که روبات می‌گیرد کمتر از توانایی تصمیم‌گیری و ارایه‌ی دلایل مختلف است. روبات برای تصمیم‌گیری باید عوامل مختلف را سبک و سنگین کند و به نتیجه برسد؛ پس از تصمیم‌گیری هم باید در مورد واقعیت‌ها توضیح دهد.

Scheutz می‌گوید روبات‌هایی که می‌بینیم، روز به روز پیچیده‌تر و طبیعی‌تر و نیز خودکارتر می‌شود. برای ما بسیار مهم است که این مطالعات را شروع کنیم. قطعاً نمی‌خواهیم جامعه‌ی آینده‌ی ما مملو از روبات‌هایی شود که نسبت به تصمیمات اخلاقی دشوار، حساس و ناتوان باشند.

روش Scheutz، تنها روش جدید برای تصمیم‌گیری روبات‌ها نیست. Roh Arkin یکی از اخلاق‌گرایان مشهور است که در موسسه‌‌ی تکنولوژی‌ها در جورجیا با نظامیان همکاری می‌کند. او قوانینی شبیه به آیزاک آسیموف برای کنترل رفتار روبات‌ها نوشته است و نام گاورنور اخلاقی یا به عبارتی دستگاه خودکار کنترل اخلاقی بر آن نهاده است. البته در مورد اینکه او اولین کسی است که چنین قوانینی نوشته بحث زیادی وجود دارد اما به هر حال راهی برای کنترل رفتار روبات‌ها در شرایط مختلف است.

آرکین به شکل‌گیری اخلاق در نوزادان پرداخته است، چیزی که شاید در طراحی روبات هم قابل استفاده باشد.

آرکین و تیمش برای دریافت بودجه از ONR، روش جدید خود را به شکل طرح پیشنهادی ارایه کرده‌اند. آرکین در پیشبرد پروژه‌ی خود برخلاف Scheutz که به روان‌شناسی افراد پرداخته، شکل‌گیری اخلاق در نوزادان را بررسی می‌کند. پروژه‌ی آرکین در نهایت برای رسیدن به مرحله‌ایست که در معماری Soar به کار گرفته شود. Soar یکی از سیستم‌های شناختی معروف برای روبات‌هایی است که با هدف حل مسأله و یافتن اهداف طراحی می‌شوند. آرکین در دریافت بودجه موفق نبوده ولیکن هنوز به دنبال کردن بخش‌هایی از طرح پیشنهادی خود امیدوار است. متأسفانه سرمایه‌گذاری روی مسأله‌ی اخلاقی روبات‌ها اوضاع خوبی ندارد.

شاید روبات‌ها به مرحله‌ای برسند که سریع‌تر از انسان تصمیم گرفته و با تصمیم بهتر، جان افراد بیشتری را نجات دهند

این امید وجود دارد که روبات‌ها بالاخره به مرحله‌ای برسند که حتی سریع‌تر از انسان، محاسبات اخلاقی را انجام داده و تصمیم بهتر را اتخاذ کنند. یک راننده در تصادف خودرو که شاید در کسری از ثانیه اتفاق بیافتند، قادر به محاسبه و بررسی خطرات بالقوه‌ای که ممکن است موجب از دست رفتن جان انسان‌ها شود، نیست.

چالش دیگری که قبل از تصمیم‌گیری اخلاقی در مورد روبات‌ها وجود دارد، جمع‌آوری اطلاعات از محیط پیرامون است. روبات در محاسبات خود به این اطلاعات نیاز دارد. اطلاعاتی مثل اینکه چند نفر در صحنه حضور دارند و هر یک چه نقشی در حادثه بازی می‌کنند. روبات‌های امروزی از نظر ادراکی در سطح بالایی نیستند. طراحی روباتی که در میدان جنگ، سربازان خودی را از دشمن تشخیص دهد مشکل است، یا مثلاً روباتی که در حوادث قرار است علاوه بر وضعیت جسمانی به سلامت روحی سربازان هم بپردازد و به آنها کمک کند، روبات کاملاً پیچیده‌ایست.

هنوز نمی‌توان گفت که آیا ONR و تلاش‌هایی که برای طراحی سیستم استدلال اخلاقی می‌کند، عملی خواهد شد یا نه. ممکن است در نهایت به این نتیجه برسیم که اگر روبات‌ها بنابر مجموعه‌ای از دستورات اولویت‌بندی شده عمل کنند بهتر است.

اما داستان کوتاه آسیموف در نهایت چطور تمام شد؟ دو دانشمند در نهایت توانستند روبات اسپیدی را از حلقه‌ی محاسباتی که در آن به دام افتاده بود خارج کنند. آنها اولین و البته مهم‌ترین قانون روباتیکس را یادآوری کردند: نباید به انسانی آسیب برسد، چه مستقیم و چه به صورت غیر مستقیم با اهمال و دست روی دست گذاشتن. یکی از دانشمندان خود را در معرض نور داغ و کشنده‌ی خورشید قرار داد تا جایی که اسپیدی از ترس و وحشت خود بیرون آمد و به نجات وی شتافت. روبات شرمنده شده و عذرخواهی کرد. به هر حال در برنامه‌نویسی برای یک روبات، هویتی مثل بردگان به وی داده می‌شود. آرکین می‌گوید اینکه تشخیص دهیم چه چیزی درست است و چه چیزی غلط، کار مشکلی است. برای یک روبات هم همین طور است و شاید معذرت‌خواهی بی‌مورد باشد.

نظر شما در مورد تصمیم‌گیری ماشینی روبات‌ها چیست؟ آیا ممکن است نتیجه دهد و روبات‌های جالب و هوشمند معرفی شوند یا همه‌ی کارهای تحقیقاتی، علی‌رغم ارزشمند بودن خود، در حد یک خیال باطل هستند و به نتیجه نمی‌رسند؟

منابعTHEVERGEWIKIPEDIAMITPRESSلینک مطلب

بخش‌های مرتبطROBOTROBOTICSDECISIONMORAL

امتیاز دهید 

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5

 

(5 رای‌)

مطالب مرتبط

تماشا کنید: روبات آتش‌نشان نیروی دریایی آمریکا در حال اطفای حریق

روبات ایساک برای ساخت کامپوزیت‌های پیشرفته به ناسا می‌پیوندد

با روبات‌های Ozobot، کودکان برنامه‌نویسی یاد می‌گیرند

Robots with Green Thumbs in Space: Yes, It Could Happen

http://roboticstrends.com/research_academics/

article/robots_with_green_thumbs_in_space_yes_it_could_happen

NASA is working with graduate students on a system for astronauts to grow their own food with the help of robots

By Judith Pfeffer - Filed Jul 10, 2014

Heather Hava shows off some ripe produce grown by her team at University of Colorado at Boulder.

MoreResearch and Academicsstories

• Robots with Green Thumbs in Space: Yes, It Could Happen - Jul 10, 2014
• Study: How to Reduce Power Consumption of Robots by 40% -Jul 03, 2014
• hitchBOT Robot Tries to Hitchhike Across Canada - Jun 26, 2014
• Soft Robotics Gets a Boost from Innovative Sewing - Jun 16, 2014
• Can Drones, Self-Driving Cars Work Together? - Jun 12, 2014

[ view all ]

Robots gardening in space. Yes, you read that right. Astronauts need to eat, and the government and a small group of graduate students are figuring out a way to grow food with help from robots to grow fruits and vegetables on the way to another planet.

The University of Colorado Boulder team’s entry in the eXploration HABitat (X-Hab) Academic Innovation Challenge is called “Plants Anywhere: Plants Growing in Free Habitat Spaces.” This approach calls for plants to be distributed in any available space in a deep-space habitat.

Heather Hava who is working on a doctorate in aerospace engineering sciences and bioastronautics, says it’s best for robots to do the grunt work to take the burden off the human astronauts.

Students from the University of Colorado at Boulderpresented their project June 23 to staff at the Kennedy Space Station, including director, Bon Cabana.

“The ‘Plants Anywhere’ approach is designed to help minimize astronaut workload,” said Hava. “This keeps them free to concentrate on more important tasks.”

She and her team are working closely with NASA officials.

A Remotely Operated Gardening Rover, or ROGR, takes care of SmartPots, or SPOTS, distributed throughout the deep-space habitat’s living space. ROGR robots can visit a specific plant to deliver water or to locate and grasp a fruit or vegetable

“We want to optimize a system allowing the humans to get psychological benefits from interacting with the plants,” Hava said in video interview produced by the University of Colorado Boulder. “We also want the plants to be in the astronauts’ environment so they can see them, smell them and be around them. Who doesn’t love to pick a fresh strawberry?” she says in the video.

Strawberries, tomatoes, basil and peas are among the plants Hava is test-growing under lights in the laboratory.

Meanwhile, maybe someone else will invent a robot this summer that will help the relative“brown thumbs” like yours truly right here on Earth to be able to grow their own food.

3D-Printed Construction Tech Reaching Critical Mass

www.roboticsbusinessreview.com/article/3d_printed_construction_tech_reaching_critical_mass

Marvelous machines that are redefining the construction industry

By Tom Green

July 04, 2014

As the Financial Times said recently in its How 3D printing could transform building design: “It appears this is a technology whose time has finally come.”

Serious 3D-printed construction technology continues popping up in pockets of excellence worldwide.

Shanghai, Los Angeles, London, Amsterdam, Barcelona, Stuttgart, Rome, just to name a few, are putting forth some marvelous machines that just might redefine home-tech construction much sooner than anticipated.

Two have engineered government contracts (Los Angeles and London); some are putting up structures on spec; others are hoping to engage investors in order to go mainstream with commercialized products, and still others are doing it to either refine their machines or out of love for their craft.

And each seems to be in a big hurry to prove itself and then to get about building real-world structures for real people ASAP!

If somehow they were all co-located together to form a single next-gen construction company, watch out!

Robotics for Construction & Building

http://event.webcasts.com/starthere.jsp?ei=1034597

Tue, Sep 30, 2014 2:00 PM EDT

The facts are clear that the building and construction industry could benefit wildly from robot innovation, even in small doses:

Fact: Construction is a global $4.6T mega-business with a 25% decline in productivity over the last 40 years.

Fact: Construction and building-site trash, i.e. wood, metals, asphalt shingles, bricks, tiles, glass, concrete and gypsum—which amounts to 30% of the of the 2.2B tons of solid waste produced annually worldwide…with the amount of annual waste slated to double by 2025

Fact: The building and construction industry lose billions of dollars a year because of its inefficiencies.

Fact: In home building, the potential for robots to save costs is even more pronounced: standard cookie-cutter, rectilinear design of new homes would realize 20 to 25% savings on financing; 25 to 30% savings in materials and 45 to 55% savings in labor.

The webcast will present a breakdown of drivers, major players, investment opportunities and market sizing for the impact of robots on building construction and built-environments:

• Products, applications, technology and processes
• Provide market data
• Market drivers
• Trends and opportunities, plus
• Top-selling products and key players
• Competitive outlook

مروری بر برنامه های سفرهای فضایی و سکونت در آن

زمانی که اسپوتنیک‌ ـ 1 بیش از نیم قرن پیش به مدار زمین رفت و صدای بیپ بیپ ممتد رادیوی آن همچون زنگ ساعتی که وقت بیدار شدن را نشان می‌دهد، خبر از آغاز روز و روزگاری نو در جهان داد، بسیاری روند توسعه سفر به فضا را با شتابی بسیار سریع‌تر از آنچه در عمل اتفاق افتاد، پیش‌بینی می‌کردند.

 آنها حق داشتند. تجربه قبلی نشان می داد از وقتی برادران رایت نخستین هواپیمای موتوردار خود را تنها برای چند ثانیه به پرواز درآوردند تا زمانی که نخستین ساخته دست بشر قدم به فضای اطراف زمین گذاشت تنها نیم قرن فاصله بود. آنها انتظار داشتند با ادامه یافتن این روند اگر این روند ادامه پیدا کند تا 50 سال بعد، شاهد چنان جهش غول آسایی در سفرهای فضایی باشند.

رویدادهای اولیه نیز این مسیر و روند را تائید می کرد. رقابت های فضایی شوروی و آمریکا که در نهایت به فرستادن انسان به سطح ماه ختم شد، از روزهای اوج پیش رو خبر می داد. برخی از این آینده نگر ها چنان خوشبین شدند که بدون در نظر گرفتن تغییرات روند رو به جلوی پیشرفت های فضایی، پیش بینی می کردند نخستین دوره مسابقات المپیک هزاره جدید در شهرک های ساخته شده بر سطح ماه برگزار خواهد شد.

 روند اتفاق های بعد از پایان جنگ سرد به آن صورت پیش نرفت که این آینده نگر ها تصور می کردند. رویدادهای شگفت انگیزی رخ داد. عصر شاتل های فضایی و کاوش های پرشتاب رباتیک و تلسکوپ های فضایی آغاز شد. ما دانش خود را از گوشه و کنار جهان به گونه ای شگفت ارتقا دادیم و امروز پیشقراولان رباتیک ما اکثر سیارات منظومه شمسی را از نزدیک بررسی کرده اند و ویجر گام به بیرون از قلمروی منظومه خورشیدی گذاشته است و انبوهی از ماهواره ها با کاربردهای فراوان از پیش بینی آب و هوا گرفته تا کشف معادن و هشدار درباره خطرات رویدادهای طبیعی و ارتباطات و تعیین موقعیت و تصویریابی زمین را احاطه کرده اند. می توان هزار دلیل آورد که رشد ما منطقی و معقول بوده است، اما در انتهای همه آن استدلال ها، می توان در دل افسوس خورد که اگر آن موج حمایت سیاسی و از آن مهم تر اقتصادی و آن انگیزه باقی می ماند، شاید امروز برای ما سفر به فراسوی زمین به رویدادی روزمره بدل شده بود.

چه اتفاقی افتاد که بیش از زمانی که میان برادران رایت و اسپوتنیک فاصله بود، از زمان اسپوتنیک گذشته است و انسان توانسته فقط سرکی به نزدیک ترین همسایه آسمانی خود بزند و برگردد؟ امروز و با بازنشسته شدن شاتل های فضایی حتی هنوز ابزار سفر مداری جدیدی ظهور نکرده و رفت و آمد به ایستگاه فضایی بین المللی هم وابسته به سایوز های روسی و پرتابه های شرکت های خصوصی شده است و البته چینی ها که به طور مستقل قصر آسمانی خود را در مدار زمین تکمیل می کنند. نه خبری از تحقق رویاهای سفرهای فضایی گردشگرانه است، نه شعب هتل های زنجیره ای در مدار زمین ایجاد شده، نه شهرک های ماه و مریخ به وجود آمده اند و نه خطوط سفر انسانی به مدار رونق دارد. در گردشگری فضایی آنچه هست شبحی است که گاهی با همکاری آژانس روسیه در مجموعه افرادی که تعدادشان به مجموع انگشتان دو دست نمی رسد، یک هفته ای را در ایستگاه سپری کرده اند و در دسترس ترین افق پیش رو، پرواز های شرکت ویرجین گالاکتیک بوده که قرار است در سال آینده سفرهای فضایی زیرمداری توریستی را آغاز کند.

دلیل بدیهی که پشت این رکود در پروازهای سرنشین دار وجود دارد، کاهش منابع مالی این برنامه هاست. در دوران فتح ماه، بخش قابل توجهی از بودجه آمریکا صرف این پروژه می شد و موتوری که مردم و سیاستمداران را وادار می کرد تا از این برنامه حمایت کنند، وجود رقیبی مانند شوروی بود و فضای جنگ سرد.

پیش از آن نیز واقعیت این است که رشد سریع صنایع هوا فضا در دل دوران پرتلاطمی در عرصه سیاسی جهان بود. اگر عصر فضا از دل جنگ سرد رشد کرد، رشد صنایع هوایی و موشکی در دل جنگ خونین جهانی دوم و نیاز کشورهای مختلف درگیر جنگ برای توسعه برتری نظامی خود شکل گرفت. بودجه های عظیمی برای توسعه بخش نظامی خرج می شد که نتیجه اش را در این توسعه فناوری می شد دید. حتی عصر سفرهای فضایی نیز ریشه در دل جنگ جهانی و توسعه صنایع موشکی آلمان نازی در این دوران دارد. اولین گام برای سفر به مدار بر مبنای طرح های موشک های آلمانی وی ـ 2 برداشته شد که با هدف نظامی طراحی شده بودند؛ البته به معنی این نیست که شرط لازم و کافی برای پیشرفت در فناوری هایی مانند فناوری فضایی بروز ناآرامی و جنگ است، بلکه نشان می دهد چنین پیشرفتی باید با مدد حمایتی همه جانبه از نظر سیاسی، فرهنگی و مردمی صورت بگیرد. در دوران صلح آن چیزی که می تواند ما را در این مسیر پیش ببرد، یکی منافع اقتصادی ناشی از حضور بخش خصوصی در فضاست و دیگری افزایش آگاهی مردم و شعله ور شدن آتش کنجکاوی در جان آنها که کشف جهان را دغدغه هر روزه خود قرار دهند و به این ترتیب از چنین طرح هایی حمایت کنند. آینده سفرهای فضایی، اما چندان تاریک هم نیست و از هم اکنون برنامه های متنوعی برای مسیرهای مختلف در فضا در حال اجراست. برنامه هایی که با تغییر معادلات حاکم سپهر توسعه فناوری های موجود می تواند در زمانی زودتر یا دیرتر از روند فعلی تحقق یابد.

سفرهای زیرمداری

براساس تعریف، مرز فضا را در جایی حدود صد کیلومتری سطح زمین تعریف می کنند. جایی که به خط کارمن معروف است و اگر پرتابه ای از آن ارتفاع عبور کرد آن را عملا در فضا می دانیم. البته با عبور از این ارتفاع الزاما در مدار زمین قرار نمی گیرید و ممکن است سفری را تجربه کنید که به سفرهای زیرمداری معروف است. در چنین سفری شما از مرز فضا عبور می کنید، اما وارد مدار زمین نمی شوید، به این معنی که همانند فضانوردان ساکن ایستگاه فضایی، زمین را دور نمی زنید، اما این سفر چشم اندازهای بی نظیری چه از نظر آزمایش های علمی و چه از نظر تجربه سفر انسان به فضا دارد.

این سفرها اولین گام در سفرهای فضایی بودند. در حال حاضر شرکت ویرژن گالکتیک، در این زمینه پیشگام است. این شرکت را ریچارد برانسون، کارآفرین معروف انگلیسی بنیاد نهاده است. این شرکت با الهام و استفاده از طرح سفینه فضایی زیرمداری که جایزه «ایکس» را به خود اختصاص داد، سفینه های فضایی را طراحی کرده است که می تواند توریست های علاقه مند را به سفری چند ساعته ببرد. آنها سوار بر این سفینه کوچک که زیر یک هواپیمای حامل وصل شده است از زمین بلند می شوند و در میانه زمین و آسمان این سفینه از حامل خود جدا شده و با روشن کردن موتورهایش، از مرز فضا عبور می کند. مسافران می توانند چند دقیقه ای بی وزنی را تجربه کرده و چشم انداز کروی زمین را ببینند. آنها بالاتر از بخش فشرده جو زمین هستند، بنابراین آسمان تاریک می شود و زیر پای خود منظره چشمگیر زمین را می بینند و سپس مانند یک هواپیمای معمولی بر باند فرود به زمین می نشینند.

این شرکت، نمونه های سفاین خود را ساخته و فرودگاه یا بندر فضایی مخصوص به خود را در صحرای موجاوی بنا نهاده و آزمایش های متعددی انجام داده است. بلیت های این سفر برای مدتی طولانی پیش فروش شده است و اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود در سال آینده میلادی نخستین سفرهای این شرکت آغاز می شود. اگرچه هزینه این سفر در مقایسه با سایر گزینه ها بسیار پایین است، اما هنوز برای بسیاری از علاقه مندان عددی دست نیافتنی به شمار می رود، اما عملیاتی شدن این طرح و موفقیت آن می تواند شرکت های دیگر اقتصادی را در این زمینه تشویق کند. هم اکنون چند شرکت دیگر نیز برنامه هایی را در این زمینه در نظر دارند. با حضور رقبای دیگر قیمت و هزینه های چنین سفری کاهش پیدا خواهد کرد و به نظر می رسد طی یک دهه آینده سفر به زیرمدار و تجربه ای حداقلی از حضور در فضا برای بسیاری از مردم تجربه ای در دسترس باشد.

به سوی مدار

گام بعدی، سفرهای مداری است. پس از بازنشسته شدن شاتل های فضایی و لغو طرح ناسا به نام کانسلیشن ـ که قرار بود نسل بعدی پرتابه های فضایی رفت و برگشت را معرفی کند ـ اکنون تنها راه سفر به مدار زمین استفاده از سفینه های روسی سایوز و شنجو چین است. در بخش بدون سرنشین البته ژاپن و همچنین بخش خصوصی فعال است. شرکت اسپیس ـ ایکس پیشگام این فعالیت بود و هم اکنون محموله های غیرسرنشین دار این شرکت به نام دراگون در حال رفت و آمد به ایستگاه هستند و شرکت های دیگر از حمله اوربیتال ساینس با محموله بدون سرنشین سیگنوس، مشغول فعالیت هستند. کپسول دراگون شرکت اسپیس ایکس از نظر طراحی قابلیت حمل و نقل مسافر به مدار زمین را دارد و این شرکت در تلاش است طی سه تا پنج سال آینده نخستین فضانوردان را با نسخه بهبود یافته این کپسول به مدار زمین و از آنجا به زمین منتقل کند. در همین فرصت، سازمان های فضایی می توانند روی پرتابه های فضایی با هدف های دورتر تمرکز کنند. هم اکنون ناسا و برخی دیگر از آژانس های فضایی (ازجمله چین) به دنبال تحقق هدف بازگشت به ماه هستند. چنین سفری احتمالا با سیستمی بسیار مشابه با برنامه آپولو صورت خواهد پذیرفت.

برای سفرهای مداری و سفرهای دورتر هنوز روند کلی استفاده از پرتابه هایی با کمک راکت های جنبی است. اما این روندی است که در آینده تغییر خواهد کرد. در ضمن اگر زمانی قرار به سفرهای سرنشین دار طولانی در فضای میان سیاره ای در دستور کار قرار بگیرد، به دلیل حجم و جرم بالای چنان سفینه ای امکان ساخت آن روی زمین به طور کامل وجود ندارد. چنین سفینه ای باید در مدار زمین ـ مانند ایستگاه فضایی ـ کامل شود و از آنجا سفر خود را آغاز کند.

در بخش خصوصی، اما مدار زمین یکی از هدف های اصلی به شمار می رود. ایده ساخت هتل های فضایی، ایده ای قدیمی است که آزمایش های عملی برای آن نیز صورت گرفته است. ازجمله ایده هتل بادی جنسیس که دو نمونه آزمایشی آن به مدار فرستاده شده اند پیشگام چنین طرح هایی است. اگر پروژه سفرهای زیرمداری با موفقیت انجام شود و مردم علاقه به چنین سفرهای ماجراجویانه ای از خود بروز دهند، شانس بالایی وجود دارد که ایده اجرایی کردن هتل های مداری به عنوان مقصدی گران قمیت برای گردشگران خاص با سرعت بیشتری رنگ واقعیت به خود بگیرد.

سفر به مریخ

مریخ بدون هیچ شکی یک یا محبوب ترین مقاصد فعلی برای سفر سرنشین دار به فضا به شمار می رود. پس از فتح ماه، مریخ هدفی بدیهی برای گام بعدی به شمار می رود که البته دسترسی به آن چندان ساده نیست.

در سال های اخیر بحث سفر به مریخ بارها مطرح شده است. ازجمله ورود دو شرکت خصوصی و معرفی دو پروژه برای سفر انسان به مریخ این موضوع را بار دیگر بر سر زبان ها انداخت؛ پروژه دنیس تیتو، نخستین توریست فضایی، که قصد دارد در یک شرایط دشوار، یک زوج را برای سفری طولانی و پرخطر و سخت به گردشی به دور مریخ بفرستد و همچنین پروژه مارس وان که ادعا می کند قصد دارد با اعزام فضانوردانی به مریخ در قالب یک شوی تلویزیونی که البته سفری بدون بازگشت به شمار می رود، مریخ را مسکونی کند. هر دو طرح بیشتر جنبه تبلیغی دارند، اما در دنیای واقعی آژانس های فضایی پیشرو برنامه مریخ را بار دیگر در دستور کار قرار داده اند.

ناسا طرحی چند مرحله ای برای سفر به مریخ در نظر دارد که اگر بتواند بودجه آن را تامین کند شاید در دهه 2030 این رویداد را به نتیجه برساند.

ناسا برای انجام این کار قصد دارد، ابتدا ماموریتی را اطراف زمین انجام دهد. پروژه ای که هدفش به دام انداختن یک سیارک کوچک است. در این پروژه قرار است به صورت رباتیک یک سیارک کوچک به دام انداخته و به مدار ماه منتقل شود. سپس فضانوردانی از زمین به مدار ماه رفته و به نمونه برداری و بررسی آن بپردازند و نمونه های آن را برای بررسی بیشتر به زمین آورند. فناوری هایی که در این پروژه مورد آزمون قرار خواهند گرفت سنگ بنای گام بعدی هستند.

در این گام قرار است ماموریتی بسیار پراهمیت و رباتیک درباره مریخ با ماموریتی انسانی به مریخ ترکیب شود. یکی از اهداف طولانی برنامه های فضایی کاوش سیاره سرخ، بازگرداندن نمونه هایی از خاک این سیاره به زمین بوده است تا با کمک آزمایشگاه هایی دقیق و مجهز زمینی و با استفاده از نیروی متخصص دانشمندان بررسی های دقیق درباره خاک مریخ صورت بگیرد تا شاید تعدادی از قدیمی ترین سوال های تاریخ علم را پاسخ دهیم. ناسا در تلاش است این دو ماموریت را به هم پیوند بزند. به این ترتیب که با کمک انجام مجموعه ای از ماموریت های رباتیک، کپسولی محتوی خاک مریخ را به مدار مریخ بفرستد و آنجا ماموریتی سرنشین دار از زمین عازم مدار مریخ شود تا این محموله را بازیابی کند و به زمین بیاورد.

این ماموریت البته ماموریتی در مدار مریخ خواهد بود. هنوز مشکل بزرگی برای فرود بر سطح مریخ و بازگشت از آن وجود دارد و به نظر نمی رسد حتی در صورت مناسب بودن شرایط تا پیش از نیمه این قرن امکان انجام آن به وجود آید.

رویاهای دورتر

با گذر زمان، کاهش منابع زمین، مشکلات محیط زیست و... به نظر می رسد کم کم توجه به کاوش های فضایی از جنبه علمی محض خارج شده و به ضرورتی برای سیاره ما بدل شود. از هم اکنون چند شرکت خصوصی برای سفر به سیارک ها و بهره برداری از منابع آن اعلام موجودیت کرده اند.

در آینده ای که می آید اگر بشر بخواهد به حضور خود در این جهان ادامه دهد، چاره ای ندارد جز این که بخشی از منابع خود را از فضا تامین کند. روزی که چنین واقعیت هایی شکل بگیرد، سفرهای فضایی شکل و شمایل غریبی به خود خواهد گرفت. در چنان دورانی است که شاید قدیمی ترین پیش بینی های آینده به واقعیت بدل شود. خطوط سفرهای فضایی میان سیاره ها تشکیل شده و روی زمین پروژه ای مانند آسانسور فضایی به مرحله عمل درآید.

آن روز یکباره فرا نخواهد رسید و گام به گام باید به سوی آن روز پیش رفت. شاید روزی انسان واقعا در منظومه شمسی شهرک هایی بسازد و معدن کاری کند و گام در راه سفرهای میان ستاره ای بگذارد، اما آن روز بزرگ بر پایه گام های کوچک این روزگاران شکل خواهد گرفت.

***

نقل با واسطه از گزارش جام جم در وبلاگ همه چیز ازهمه جا

مطلب در آنجا