За пределами Земли. В поисках нового дома в Солнечной системе - Чарльз Уолфорт

«Благодаря тому, что у нас больше данных, мы можем потягаться с человеческим интеллектом, хотя и занимаемся вещами, вероятно, куда более глупыми, чем то, что делают люди, — говорит Бернхард Шёлькопф, эксперт по машинному обучению в Институте интеллектуальных систем Общества Макса Планка, написавший о самообучающейся играм системе в Nature. — В некоторых случаях мы достигли предела человеческих возможностей, просто увеличив объем баз данных, но за последние десятилетия в области машинного обучения почти не возникало новых идей. Если мы просто будем увеличивать объемы данных, то, возможно, упремся в потолок».

Машинное обучение — это поиск закономерностей в огромных массивах данных, поиск повторяющихся закономерностей. Но человеческий мозг прогнозирует с куда меньшими усилиями, предугадывая причины и следствия. Ребенку незачем видеть миллионы примеров прыгающих мячей, чтобы предугадать, что произойдет с мячом, если его уронить. Новые ситуации, такие как принятие решения о дальнейших действиях в случае неожиданных находок в ходе изучения Титана, потребуют способности предсказывать возможные исходы при недостатке данных. Никто еще не придумал, как это сделать.

«Диапазон задач, с которыми компьютеры справляются лучше людей, будет расти, но лично я не думаю, что компьютеры смогут заменить человека во всех областях деятельности», — говорит Бернхард.

В космосе люди все еще будут нужны. Когда роботы сделают все, что от них ожидают, за ними последуют люди — делать то, что имеет смысл только для нас.

Люди могут путешествовать в дальний космос, но интересные места лежат вне зоны нашей досягаемости, если только мы не согласны жертвовать экипажем. С современными технологиями путешествие будет слишком долгим, и длительное воздействие радиации, невесомости и изоляции будет угрожать физическому и умственному здоровью астронавтов. Астронавты, вероятно, согласились бы прожить меньше ради полета на Марс, хотя позже, умирая от рака, могут и разочароваться в сделанном выборе. Но опасность повреждения мозга ставит под угрозу саму миссию. Космическое излучение разрушительно действует на нервные клетки, в невесомости повышается давление на мозг, что грозит астронавту слепотой и другими, даже более серьезными последствиями.

Такие новости медленно доходят. В них нелегко поверить. Даже Фрэнк Кусинотта, главный рупор плохих новостей о галактическом космическом излучении, однажды сказал журналисту: «Решение найдется», — и в той же беседе признал, что единственным решением будет более краткое путешествие. Некоторые в NASA и космическом сообществе пребывают на стадии отрицания и говорят об этих сложностях как о кочках на пути, а не препятствиях, требующих прорыва. Широкая публика находится в неведении. Новостные СМИ рассказывают о космической науке, широко распахивая глаза от восхищения, и не склонны задаваться сложными вопросами. Вместо них щедро освещается глупый план некоего голландца, собирающегося отправить людей на Марс и сделать из этого реалити-шоу.

В узкой группе ученых и инженеров, занимающихся этими проблемами, начинают обсуждать дальнейшие действия. С одной стороны, инженеры спрашивают экспертов по здоровью о том, каких стандартов следует придерживаться, чтобы сохранить здоровье и работоспособность астронавтов. С другой стороны, врачам от инженеров нужно оборудование, позволяющее выяснить эти стандарты. Не выходя в дальний космос, непросто изучать его опасности.

Участником этого обсуждения является и Джон Зипэй — глава инженеров по конструкциям NASA. Он уверен в том, что его команда может спроектировать космический аппарат с искусственной тяжестью, что на корню устранило бы риски, связанные с невесомостью. Но сперва ему нужно знать необходимую величину тяготения.

Джон начал свою карьеру в 1980-х гг., путешествуя по всему свету и обеспечивая совместимость компонентов МКС.

«Я называю ее первым орбитальным чудом света, — говорит он. — Какие-то детали были сделаны в России, какие-то — в Японии, по всей Европе, по всем США, их доставляли во Флориду и Россию, все это соединялось в космосе, и эта чертова штуковина работает. На ней с ноября 2000 г. непрерывно кто-то живет. Мы способны на все. То есть на самом деле тогда я убедился в том, что мы можем построить все что угодно».

МКС огромна. Ее общей длины, равной 109 м, как раз хватило бы, чтобы создать с помощью вращения искусственное тяготение, равносильное земному. Общая длина отсеков для экипажа — 51 м, а герметичный объем — как у «Боинга-747». И она очень прочная. Ее компоненты были рассчитаны на ускорение при старте с Земли, когда перегрузки достигают 3 g[65]. Инженеры также учли возможные удары при соединении модулей и при многочисленных стыковках шаттлов и кораблей, которые привозят грузы и экипажи сегодня.

Зипэй говорит, что межпланетный космический аппарат с искусственным тяготением не обязательно делать таким же большим и крепким, как МКС, но это зависит от требований медиков. Астронавты борются с истончением мышц и костей с помощью упражнений. Наверное, избежать повреждений глаз и мозга можно и без полноценной и постоянной тяжести. Если влияние невесомости на мозг уравновешивается часом тяжести в день, то астронавты смогут получить необходимую его порцию во вращающемся кресле, установленном в космическом аппарате. Если можно обойтись и третью нормального тяготения, то достаточен аппарат длиной 30 или 40 м. Если же хватит и слабого тяготения время от времени, то вращающимся можно сделать только спальный отсек.

«Нужно выдать инженерам требования к искусственной тяжести, основанные на медицинских исследованиях. Если это, например, постоянное 1 g, мы построим вам аппарат, в котором там, где находятся люди, поддерживается 1 g, — говорит Джон и добавляет: — Разумнее и проще всего строить такой аппарат, который требует как можно меньше искусственной тяжести, генерируемой как можно меньше времени».

Идея создания тяжести вращением всего корабля или его части связана с явлением, известным любому, кто в детстве играл с грузиком на нитке. Из-за инерции груз стремится лететь по прямой траектории, нить же направляет его по кругу. Сила, необходимая для поворота, создает противоположную центробежную силу, которая направлена от центра окружности наружу. Величина центробежной силы соотносится со скоростью вращения и длиной нити — их увеличение приводит к увеличению силы. При более быстром вращении круг может быть меньше. Для более медленного вращения при той же силе требуется больший круг.

Если в качестве раскручиваемого груза рассматривать человека, то начинается взаимодействие физических законов и физиологии. Центрифуга малого радиуса — например, одноместная установка в космическом аппарате — создаст в ногах астронавта более сильную тяжесть, чем в голове. Работать в такой среде будет затруднительно, так как при движении объекта (даже вашей собственной руки) будет меняться его вес. Также возможно возникновение головокружений. В эксперименте 1960-х гг. людей крутили в центрифуге 12 дней подряд. Когда они привыкали к вращению, большинство из них могли позавтракать, не испытывая неприятных ощущений, но адаптация в начале и по завершении эксперимента занимала один-два дня.