ماراتن سرخ: پرسویرنس و آغاز عصر هوش مستقل در قلمرو سیاره‌ای

ماراتنِ سرخ: پرسویرنس و آغازِ عصرِ هوشِ مستقل در قلمروِ سیاره‌ای

تکرارِ یک اسطوره‌ی انسانی در دنیایی بیگانه

ماراتن، نمادی از استقامتِ بی‌کرانِ روحِ انسانی است؛ پیمودنِ ۴۲.۱۹۵ کیلومتر با تکیه بر عضلات و اراده. حال، تصور کنید این مسیر را نه در خیابان‌های آتن یا برلین، بلکه در میانِ غبارِ سرخِ دهانه‌ی باستانیِ «یزرو» در سیاره‌ای دیگر بپیمایید. مریخ‌نورد «پرسویرنس» (Perseverance) ناسا، پس از گذشت حدود ۵ سال از فرود بر سطح مریخ، اکنون به این رکوردِ نمادین رسیده است. اما این «ماراتنِ مریخی» تنها یک عددِ روی کاغذ نیست؛ بلکه سندی است بر یک جهشِ بزرگ در مهندسی رباتیک و آغازِ عصری که در آن، ماشین‌ها نه فقط «فرمان‌بردار»، بلکه «کاشفانِ مستقل» هستند.

این مقاله، سفری است به بطنِ این موفقیت، بررسیِ تفاوتِ پرسویرنس با نسل‌های پیشین و واکاویِ اینکه چرا عبور از مرز ۴۲ کیلومتر، برای آینده‌ی حضورِ بشر در مریخ حیاتی است.

فصل اول: فراتر از قدم‌زدن؛ مأموریتِ یک «زمین‌شناسِ رباتیک»

پرسویرنس در فوریه ۲۰۲۱ بر سطح مریخ نشست. هدفش ساده نبود: جستجوی نشانه‌هایی از حیاتِ باستانی در دلتای یک رودخانه‌ی خشک‌شده. برخلافِ مریخ‌نوردهای ابتدایی که بیشتر شبیه به ماشین‌های کنترلیِ ساده بودند، پرسویرنس یک آزمایشگاهِ سیارِ پیچیده است که ده‌ها ابزارِ علمی، دوربین‌های باکیفیت و حتی یک بالگردِ کوچک (اینجنوئیتی) را با خود حمل می‌کند.

تکمیلِ مسافتِ ماراتن توسط پرسویرنس، در واقع یک «اثرِ جانبیِ» شیرین از فعالیت‌های علمیِ آن است. برخلافِ ورزشکاران که هدفشان رسیدن به خط پایان است، هدفِ پرسویرنس «توقف‌هایِ مکرر» برای مطالعه‌ی صخره‌ها، حفاری در خاک و نمونه‌برداری است. اینکه پرسویرنس توانسته با وجود این همه توقفِ علمی، مسافتِ ماراتن را بپیماید، نشان‌دهنده‌ی توانِ پیمایشیِ فوق‌العاده‌ی این سازه است.

فصل دوم: مقایسه با پیشینیان؛ چرا پرسویرنس متفاوت است؟

تنها یک مریخ‌نورد دیگر پیش از پرسویرنس توانسته بود چنین مسافتی را بپیماید: «آپورچونیتی» (Opportunity). اما مقایسه‌ی این دو، نشان‌دهنده‌ی پیشرفتِ نماییِ فناوریِ ناسا است.

• آپورچونیتی: فرود در ۲۰۰۴، تکمیل ماراتن در ۲۰۱۵. یعنی ۱۱ سال رانندگیِ مداوم برای رسیدن به این رکورد.
• پرسویرنس: فرود در ۲۰۲۱، تکمیل ماراتن در ۲۰۲۶ (کمتر از ۵ سال).

پرسویرنس این مسیر را سه برابر سریع‌تر از آپورچونیتی طی کرده است. این سرعت نه به خاطرِ «بیشتر گاز دادن»، بلکه به خاطر «هوشمندتر رانندگی کردن» است. در دورانِ آپورچونیتی، مهندسان باید برای هر متر حرکت، تصاویر را دریافت، تحلیل و مسیر را برای مریخ‌نورد ارسال می‌کردند؛ فرایندی که به دلیلِ تأخیرِ ارتباطیِ مریخ با زمین، بسیار زمان‌بر و احتیاط‌آمیز بود.

فصل سوم: انقلابِ رانندگیِ خودکار (AutoNav)

کلیدِ موفقیتِ پرسویرنس در سیستمی به نام «AutoNav» یا ناوبری خودکار نهفته است. مارک مایمون، مهندس ارشد جابه‌جایی در آزمایشگاه پیش‌رانش جت (JPL)، این سیستم را «قلبِ تپنده‌ی سرعت» می‌داند.

چگونه کار می‌کند؟

پرسویرنس در هر ثانیه ده‌ها تصویر از محیطِ اطراف خود می‌گیرد و آن‌ها را پردازش می‌کند. هوشِ مصنوعیِ آن به صورت سه‌بعدی محیط را بازسازی می‌کند. اگر سنگی در مسیر باشد یا شیبِ زمین بیش از حد مجاز شود، مریخ‌نورد به جای توقف و انتظار برای دستور زمین، خودش تصمیم می‌گیرد که «دور بزند» یا «مسیر را تغییر دهد».

امروزه بیش از ۹۰ درصدِ رانندگی‌های پرسویرنس به صورت خودکار انجام می‌شود. این یعنی در حالی که مهندسان در کالیفرنیا خواب هستند یا مشغولِ طراحیِ مسیرهای علمیِ فردا هستند، پرسویرنس خودش در میان ناهمواری‌های دهانه‌ی یزرو راهش را باز می‌کند. این مدلِ «کارِ شبانه‌روزیِ ماشین و مدیریتِ استراتژیکِ انسان»، مدلِ ایده‌آل برای مأموریت‌های آینده‌ی مریخ است.

فصل چهارم: رکوردشکنی؛ عبور از سدِ ۴۵ کیلومتری

رکوردِ کلِ مسافتِ طی‌شده توسط آپورچونیتی ۴۵.۱۶ کیلومتر بود (در طول ۱۵ سال عمرِ عملیاتی‌اش). پرسویرنس با این روند، احتمالاً تا پایان سال ۲۰۲۶ این رکورد را نیز در هم خواهد شکست. اما برایِ تیمِ علمی، «رکوردشکنی» هدف نیست. آن‌ها به مایمون فشار نمی‌آورند که «سریع‌تر برو»؛ بلکه به او می‌گویند «به اینجا برو تا این سنگ را بررسی کنیم».

بنابراین، تکمیلِ ماراتن برای پرسویرنس، نه یک خطِ پایان، بلکه عبور از یک نقطه‌ی عطف است. ماشین‌های اکتشافیِ ناسا مانندِ «خانواده‌ای از ربات‌ها» هستند که هر کدام میراثِ قبلی را به ارث می‌برند. پرسویرنس از دانشِ کسب‌شده از اسپیریت، آپورچونیتی و کیوریوسیتی ساخته شده است.

فصل پنجم: درسی از تاریخ؛ خرابی‌ها، فرصتی برای اکتشاف

یکی از جذاب‌ترین بخش‌های مهندسیِ ناسا، رویکردِ آن‌ها به «خرابی» است. در مریخ، تعمیرکار وجود ندارد. وقتی قطعه‌ای خراب می‌شود، نبوغِ مهندسی وارد عمل می‌شود.

• اسپیریت: با از دست دادنِ یک موتورِ چرخ، شروع به کشیدنِ آن روی سطح کرد و همین کار باعث شد لایه‌های زیرینِ خاک آشکار شود؛ لایه‌هایی که حاویِ «سیلیسِ سفید» بودند و ثابت کردند مریخ در گذشته‌ی دور دارای چشمه‌های آب‌گرم بوده است.
• کیوریوسیتی: با از دست دادنِ موتورِ مته، روشِ حفاریِ خود را از پایه تغییر داد تا همچنان بتواند نمونه‌برداری کند.

تیمِ پرسویرنس نیز همین ذهنیت را دارد. آن‌ها می‌دانند که چرخ‌ها و موتورها روزی از کار می‌افتند (هرچند گزارش‌ها می‌گویند قطعاتِ مکانیکیِ پرسویرنس تا ۶۰ کیلومترِ دیگر «بدونِ مشکلِ حاد» کار می‌کنند). برایِ این تیم، مرگِ مریخ‌نورد به معنای پایانِ کار نیست، بلکه به معنای آغازِ فصلی جدید از «مهندسیِ خلاقانه» برای استفاده از ابزارهای نیمه‌جانِ دستگاه است.

فصل ششم: چالش‌های پیشِ رو در دهانه‌ی یزرو

دهانه‌ی یزرو که پرسویرنس در آن مستقر است، یکی از سخت‌ترین زمین‌های مریخ برای رانندگی است. این منطقه پر از صخره‌های نوک‌تیز، شن‌های روان (که مریخ‌نوردها در آن گیر می‌کنند) و شیب‌های تند است.

سیستمِ خودکارِ رانندگیِ پرسویرنس در این محیط آزمایش می‌شود. وقتی می‌گوییم پرسویرنس «پیشرفته‌ترین است»، به این معناست که او می‌تواند لبه‌ی یک دره‌ی باریک را تشخیص دهد و از آن فاصله بگیرد. این توانایی، همان چیزی است که به ما اجازه می‌دهد در آینده، مریخ‌نوردهای بسیار بزرگ‌تر را برای استقرارِ تجهیزاتِ انسانی بفرستیم؛ مریخ‌نوردهایی که دیگر نیازی ندارند برای هر ۵ متر حرکت، یک روز صبر کنند.

فصل هفتم: چرا ماراتنِ پرسویرنس، آینده‌ی انسان است؟

شاید بپرسید: «چرا هزینه کردن برای چنین مریخ‌نوردی منطقی است؟»

پاسخ کوتاه: «آماده‌سازی برای حضورِ انسان.»

ما نمی‌توانیم انسان را به مریخ بفرستیم بدون آنکه نقشه‌ای دقیق از منابعِ آب، نوعِ خاک و خطراتِ محیطی داشته باشیم. ماراتنِ پرسویرنس، در واقع «نقشه‌برداریِ پیش‌دستانه» است. هر کیلومتری که پرسویرنس طی می‌کند، به معنایِ ایمن‌تر شدنِ مسیر برای فضانوردانی است که در دهه ۲۰۳۰ یا ۲۰۴۰ به آنجا خواهند رفت.

او در واقع «پایه‌گذارِ شهرک‌های آینده» است. پرسویرنس با بررسیِ لایه‌های خاک، به ما می‌گوید که کجا می‌توان فرود آمد، کجا می‌توان یخ استخراج کرد و کجا می‌توان اقامتگاه ساخت.

فصل هشتم: روان‌شناسیِ کار با مریخ‌نورد

مارک مایمون و تیمش در JPL، رابطه‌ی عجیبی با این ماشین دارند. آن‌ها مریخ‌نورد را یک «ابزار» نمی‌بینند، بلکه آن را به عنوانِ «شریکِ علمی» خود می‌شناسند.

آن‌ها روزانه با چالش‌هایی روبرو هستند که حتی در شبیه‌سازها هم پیش‌بینی نشده است. مثلاً وزشِ بادِ شدیدِ مریخی که باعث می‌شود سنگریزه‌ها روی سقفِ پرسویرنس بریزند و یا افتِ ولتاژِ ناگهانی به دلیلِ غبار روی پنل‌های خورشیدی (اگرچه پرسویرنس از ژنراتور هسته‌ای استفاده می‌کند، اما این چالش‌ها در کلِ ناوگانِ مریخی وجود دارد).

وقتی مایمون می‌گوید: «امیدواریم تا زمانی که می‌توانیم فعالیت کنیم»، این فقط یک جمله‌ی تبلیغاتی نیست؛ این اعترافی است به عشقِ علمی که در پشتِ این مأموریت وجود دارد. ماراتنِ پرسویرنس، جشنی برایِ این پشتکارِ انسانی است که در قالبِ کدهایِ نرم‌افزاری و چرخ‌های آلومینیومی تجسم یافته است.

فصل نهم: نگاهی به تکنولوژیِ فردا؛ ۱۰۰ کیلومتر و فراتر

برنامه‌ریزی برای پیمایشِ ۱۰۰ کیلومتر توسط ناسا، نشان‌دهنده‌ی اعتمادِ کامل به دوامِ قطعاتِ این مریخ‌نورد است. در مهندسیِ هوافضا، رسیدن به عمرِ مفیدِ تعیین‌شده یک موفقیت است، اما «فراتر رفتن از آن» یک پیروزیِ بزرگ است.

پرسویرنس اکنون در مرحله‌ای است که هر کیلومتری که طی می‌کند، یک «جایزه» برای جامعه‌ی علمی است. تجهیزاتِ حفاری، آزمایشگاهِ شیمیِ همراه (SuperCam)، و ابزارهای لیزری، همگی پس از سال‌ها کار در سرمایِ کشنده‌ی مریخ، همچنان دقیق کار می‌کنند.

نتیجه‌گیری: پرسویرنس، قاصدِ تمدنِ میان‌سیاره‌ای

ماراتنِ پرسویرنس، پایانی بر یک مرحله و آغازی بر مرحله‌ای دیگر است. این مریخ‌نورد به ما ثابت کرد که «ماشین‌ها می‌توانند به تنهایی در سیاراتِ دیگر کاوش کنند.» این درس، ستونِ اصلیِ برنامه‌های فضاییِ آینده است.

در سال‌های پیشِ رو، وقتی خبرِ شکستنِ رکوردِ کلیِ آپورچونیتی توسط پرسویرنس را بشنویم، نباید فقط به اعداد فکر کنیم. باید به این فکر کنیم که چگونه ترکیبی از اراده‌ی انسان، دقتِ ریاضی و نبوغِ ماشین، توانست ۴۲ کیلومتر از خاکِ سرخِ ناشناخته‌ی مریخ را به «دانشِ بشری» تبدیل کند.

پرسویرنس، با چرخ‌های فلزیِ زخمی‌اش و دوربین‌های کنجکاوش، اکنون در میانِ دشت‌های غبارآلودِ یزرو، به سمتِ افق‌های دورتر می‌رود. او نه تنها یک کاوشگر، بلکه یک «سفیر» است؛ سفیرِ تمدنی که آرزو دارد روزی، از همین ردِ پاهایی که پرسویرنس به جای گذاشته، برای قدم نهادنِ انسان‌ها استفاده کند. ماراتنِ سرخ، تنها بخشی از مسیری است که بشر برای تبدیل شدن به یک گونه‌ی «چندسیاره‌ای» طی می‌کند؛ مسیری که هر قدمش، پیروزیِ خرد بر تاریکیِ فضا است.