¿Por qué se prefiere la exploración no tripulada a la exploración tripulada?

Creo que este beneficio de no tripulados sobre tripulados aumentará a medida que pase el tiempo. Una nave espacial no tripulada puede ser pequeña y de bajo costo, en el futuro es posible que pronto tengamos Cubesats interplanetarios y podamos lanzar una misión hasta Júpiter por $ 5 millones. Se comunicarían mediante láser con la Tierra y obtendrían energía de los paneles solares.

Diente De León Marte Lander

Concepto de misión de Dandelander

Europa

Pequeños satélites podrían hacer autostop a Europa con un concepto de misión más grande de la NASA

Y muchas otras propuestas, ver Planetary CubeSats Begin to Come of Age

Intenta colocar una misión humana en una caja cubica de 10 cm :).

TAMAÑO Y PESO MÍNIMOS PARA UN ESPACIO OCUPADO HUMANO, SIN MÍNIMO FIJO PARA ROBOTS

A falta de alguna “tecnología Tardis” más grande en el interior, una misión humana tiene un tamaño y peso mínimos.

Tiene que ser

  • Físicamente lo suficientemente grande como para contener humanos, que pueden ser enanos y amputados dobles, pero aún así, debe ser físicamente bastante grande solo para adaptarse al humano en
  • Espacio para ejercicio.
  • Lanzamiento de peso como mínimo la masa de los astronautas. Pero de manera realista, para un vuelo de larga duración, muchas toneladas de suministros también para cada astronauta
  • Sistema de soporte vital para mantener a los humanos y eliminar la acumulación de toxinas que pueden dañarnos
  • La nave espacial debe construirse para contener diez toneladas por metro cuadrado de presión atmosférica, lo que lleva a diseños voluminosos generalmente basados ​​en cilindros o esferas, como la EEI.

    Las naves espaciales robóticas pueden tener cualquier forma y desempacarse en estructuras endebles, incluso pueden ser muy livianas en construcción para mantenerse unidas en la superficie de la Tierra.

  • Los humanos necesitan protección contra la radiación cósmica.
  • Es posible que deba girar para obtener la gravedad artificial en cualquier caso, es necesario hacer algo para lidiar con los problemas de cero g. Los robots están absolutamente bien en cero g.
  • La tolerancia al riesgo es mucho mayor. Podríamos lanzar cubesats incluso con una tasa de falla del 50% o más, incluso del 90% y solo 1 de cada 10 llega allí.

No hay un tamaño mínimo fijo para una misión robótica. En el futuro, incluso podremos enviar misiones de tamaño nanométrico al espacio que colaboren para devolver la señal.

PUEDE IR A CUALQUIER LUGAR

Puede diseñarlos para ir a lugares a los que los humanos no pueden ir sin una protección mucho mayor, o que actualmente son imposibles para los humanos.

Como cerca del sol, o la superficie de Venus, o los altos niveles de radiación de los satélites galileanos de Júpiter. O pueden perforar kilómetros debajo de la superficie de un planeta como en planes para que los lunares estudien el subsuelo de Marte.

Se pueden disparar a un planeta a kilómetros por segundo y aún sobrevivir (en caso de ideas para “penetradores inteligentes”).

PUEDE IR A ESTADOS DE OBSERVACIÓN DE BAJA ENERGÍA O DORMANCIA

Si no necesita su nave espacial o no tiene nada que hacer, en este momento, por ejemplo, en un largo viaje interplanetario, puede ponerla en un estado de reposo inactivo. Nunca se puede hacer eso con humanos.

En la superficie de un planeta, puede dejarlo observando algo durante meses, o haciendo un experimento largo, y nunca se aburrirá ni se cansará, o requerirá un reabastecimiento para mantenerse con vida. Solo los paneles solares, o un RTG, son suficientes para mantenerlo saludable indefinidamente.

Hasta ahora, no tenemos forma de hacer eso con los humanos. Hay ideas para la hibernación humana que pueden llegar a buen puerto algún día, pero hasta ahora no es práctico hacerlo.

PUEDE ESTAR ESTERILIZADO PARA PROTECCIÓN PLANETARIA

Puedes esterilizar una misión robótica al nivel que necesites. Los humanos tienen cien billones de microbios en diez mil especies que coexisten solo en nuestros cuerpos. No hay forma de que puedas esterilizar una nave espacial ocupada por humanos y los habitantes aún estén vivos.

Los robots pueden esterilizarse según los requisitos necesarios para la protección planetaria. Ahí es solo una cuestión tecnológica.

Los humanos solo podían explorar una ubicación vulnerable con trajes espaciales o similares que contienen todos los microbios. Todavía no tenemos la tecnología para hacer esto en un traje espacial.

Podrías aterrizar humanos en un objetivo vulnerable, en principio, si los encerraras en una esfera totalmente impermeable e inmensamente fuerte y esterilizaras el exterior. ¿Pero cuál es el punto? ¿Como no podían salir y solo tenían que observar desde adentro? También podrían estar en órbita y explorar a través de la telepresencia.

Quizás con tecnología futura si nuestra esfera también puede ser móvil y transparente, esta podría ser una forma para que los humanos exploren objetivos vulnerables. O incluso un traje espacial flexible de muy alta tecnología pero totalmente irrompible. Pero todavía no tenemos esa tecnología.

RELATIVAMENTE NO AFECTADO POR LA RADIACIÓN CÓSMICA DEPENDIENDO DEL DISEÑO

En cualquier lugar de nuestro sistema solar, una vez que llegue allí, un robot puede comenzar a desplazarse sobre la superficie u orbitar el objetivo indefinidamente. Una misión humana tiene que “excavar” y cubrirse con algunos metros de protección contra la radiación si planean estar allí por algún tiempo.

BENEFICIOS DE LOS HUMANOS – TOMA DE DECISIONES

La principal ventaja que tenemos es que podemos tomar decisiones rápidas y precisas para enfrentar situaciones inesperadas. Sin embargo, normalmente no hay nada a lo que un robot en una misión interplanetaria deba responder instantáneamente. La mayoría de las emergencias robóticas, por ejemplo, durante el aterrizaje en Marte, ocurren demasiado rápido para que un humano responda de todos modos.

Con suficiente tiempo, un robot en Marte o en cualquier otro lugar del sistema solar puede manejar casi cualquier cosa, dependiendo en gran medida de las decisiones tomadas en la Tierra. Pero es más lento.

Por lo tanto, es principalmente una ventaja de velocidad que los humanos tienen aquí. Dado que las misiones robóticas también tienen un costo más bajo, especialmente a medida que aumentan las capacidades robóticas y los costos bajan aún más, puede compensar esto con una mejor autonomía y simplemente enviando más misiones.

BENEFICIOS DE LOS HUMANOS – ADAPTABILIDAD

Todavía no podemos construir un robot que sea tan capaz como la mano humana. Pero se están acercando. ¿Quizás en el futuro los robots en Marte tengan manos que puedan usar para repararse como una misión humana?

Además, esta ventaja está algo compensada por la necesidad de usar trajes espaciales. Los astronautas en la Luna tuvieron muchas dificultades para realizar incluso tareas simples como perforar un poco en la superficie. Sus manos son rígidas y torpes, nuevamente debido a la alta presión, necesaria para proteger sus manos del vacío del espacio. Es como tratar de usar las manos con los dedos encerrados dentro de una manguera de jardín.

Un robot diseñado para perforar, por ejemplo, probablemente lo haría mucho mejor que un humano. Y los humanos pueden descubrir que muchas tareas se realizan más fácilmente mediante telerobóticos, especialmente con tecnología mejorada, en el futuro cercano.

Pueden reparar la EEI, por ejemplo, en el futuro, desde adentro, utilizando telerobóticos. Más diestro y sin peligro de, por ejemplo, ahogarse en su traje espacial o ser golpeado por micrometeorito durante una caminata espacial.

BENEFICIO DE LOS HUMANOS – EXPERIENCIAL

Nos gusta ver a otros humanos haciendo misiones atrevidas. Más interesado en que los humanos vayan a la cumbre del Everest que un robot.

Los humanos que exploran el sistema solar pueden describir su experiencia, escribir poemas, hacer pinturas, etc.

Sin embargo, a medida que mejoramos las comunicaciones, podemos explorar virtualmente el sistema solar.

Nuestros rovers también tienen un fuerte atractivo emocional. Los experimentadores en estas misiones como Curiosity, New Horizons, Rosetta y el módulo de aterrizaje de Filae, y Dawn to Ceres, a menudo sienten que, en cierto sentido, están allí. Estos robots son como extensiones de nosotros mismos, como ojos y manos móviles que podemos enviar a través del sistema solar.

Y si usamos robots, todo lo que regrese puede ser experimentado por todos, no solo por los astronautas exploradores.

Y nuestros sentidos están adaptados a la Tierra. Podemos experimentar los cielos azules, el mar, los vientos y los árboles directamente. Podemos sentir a través de la vista, visión, sonido, olfato.

Nadie experimentará la superficie de Marte de esta manera, no en la actualidad Marte con sus condiciones de vacío cercano. O Europa o Venus o incluso la Luna. Siempre tienes una barrera tecnológica, tu traje espacial, lo miras a través de una visera. Y tus ojos no están adaptados a esas condiciones. Demasiado contraste en el caso de la Luna. En el caso de Marte, todo es de un marrón rojizo grisáceo opaco (las imágenes que vemos están enormemente mejoradas digitalmente para parecerse a un paisaje iluminado por la luz solar para que los ojos humanos puedan interpretarlas).

Entonces, dado que nuestros sentidos no están adaptados a estos lugares, podemos obtener nuestra mejor y más directa experiencia de ellos a través de exploradores telerobóticos y nuestra nave espacial no tripulada.

EVENTOS DE YAWN

El atractivo de enviar humanos al espacio disminuye a medida que se vuelve más rutinario.

La primera misión de los humanos a la Luna fue de gran interés, la quinta y última misión a la superficie, aunque fue la más interesante de todas para los científicos, fue algo así como un evento de bostezo para la mayoría del público en general.

Mientras que los robots siguen teniendo un atractivo. Debido a que están allí para la ciencia y la exploración, el enfoque siempre está en lo que pueden descubrir. Y eso hace que el público se involucre en los descubrimientos, probablemente más que en una misión humana donde el ángulo del interés humano es lo principal que obtendrá publicidad. Y la ciencia y la exploración y el descubrimiento es algo que continúa casi indefinidamente.

LOS HUMANOS TIENEN UN PAPEL

Entonces, estoy seguro de que los humanos tienen un papel que desempeñar. Tenemos ventajas que hacen que valga la pena tener humanos “en el lugar”. Muchos de los que están actualmente en situaciones especiales donde se necesitan humanos. Y también como exploradores y aventureros, el elemento humano de los humanos que exploran el sistema solar tiene un atractivo obvio.

Estas ventajas pueden ser menores a medida que nuestros robots se vuelven más capaces.

Pero al mismo tiempo, podemos tener mejoras en el soporte vital, ser capaces de enviar masas más grandes a las órbitas y encontrar formas de apoyar a los humanos en entornos donde actualmente es imposible debido a los peligros o por razones de protección planetaria.

Entonces, no estoy diciendo que debamos explorar el sistema solar de manera puramente robótica.

Pero podemos hacer mucho con los robots, como nuestros socios en esta exploración del sistema solar, y como extensiones de nosotros mismos como nuestros ojos, manos y sentidos en lunas y planetas remotos.

Hay 3 razones principales por las que se prefiere la exploración no tripulada a la exploración tripulada:

1. El costo de la exploración tripulada es significativamente más costoso que la exploración tripulada. El costo de la exploración no tripulada también brinda la oportunidad de explorar más de lo que podría con la exploración tripulada con el mismo presupuesto.

2. El factor de riesgo de enviar un humano al espacio es increíble. Podrían perder sus vidas allí arriba. Con la exploración no tripulada, el único riesgo es el dinero de quien lo financió.

3. Toque en la razón # 1, la cantidad de lugares que se pueden explorar con exploración no tripulada es mucho mayor que la exploración tripulada. Enviar a alguien a Plutón está básicamente fuera de discusión con nuestra tecnología actual. Necesitaríamos al menos una década para descubrir cómo mantener a esta persona para el viaje, probar y volver a probar la integridad de la nave espacial, averiguar dónde y cómo aterrizaría en la superficie, etc. .. Plutón en el perihelio está a 30 UA de distancia , o 93mil x 30 = 2,790,000,000 millas de distancia. Cuanto más tiempo lleves, más lejos se vuelve. La nave espacial más rápida construida podría recorrer 37,000 millas por hora. 2.79bil / 37,000 = 75,405 horas o 3142 días o 8.6 años. No sé sobre la mayoría de ustedes leyendo, pero estaría loco para cuando regrese a la Tierra. Eso es 17.2 años de ida y vuelta, más el tiempo que pasé investigando allí.

Ahora, también hay ENORMES beneficios para la exploración tripulada.

Este es uno realmente grande para la exploración tripulada. ¿Recuerdas el alunizaje? ¿Recuerdas haber leído sobre eso? ¿Recuerdas el poderoso discurso de Kennedy sobre elegir ir a la luna? Inspiró a toda una nación a participar en algo que muchos habían pensado solo un sueño. ¿La exploración espacial tripulada es peligrosa? Si. ¿Costoso? Si. ¿Difícil? Por supuesto. También es inspirador, promueve la educación, nos empuja a hacer lo mejor que podemos y superar los obstáculos que se nos presentan. Respondemos una pregunta a un problema y surgen 3 más, pero seguimos presionando. Si algo sale mal con nuestro equipo, podemos desmontarlo y ver qué pasa. Si vemos algo fuera de lo común, lo estudiamos, tomamos fotos, tal vez incluso caminamos y lo recogemos. Nuestros sentidos están involucrados. Nuestra curiosidad es alimentada. Sin embargo, la curiosidad nunca es algo que pueda estar lleno. Siempre hay cosas que cuestionar y responder. La curiosidad se extiende desde los adultos hasta los niños, empujándolos hacia las ciencias, haciéndolos aprender pensamiento crítico, leer más, intercambiar ideas, etc. Todo el tiempo, mientras descubrimos cosas nuevas e interesantes en el espacio, los beneficios volverse abrumador en la Tierra. Hay muchas cosas que vinieron de enviar humanos al espacio (tecnologías spin-off de la NASA). La espuma de memoria, los microchips, los escáneres CAT, la FILTRACIÓN DE AGUA y muchas otras cosas surgieron del avance de la exploración tripulada en la frontera del espacio.
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En este momento, estamos estancados. Hemos enviado rovers a Marte, a un asteroide, y la Voyager llegó al borde de nuestro sistema solar, pero no hay un impulso nacional o global para que podamos empujar los límites y avanzar en la frontera de la exploración espacial. El siguiente paso es llevar humanos a Marte. ¡Eso no se hará hasta la década de 2030! ¿Puedes creerlo? 15 AÑOS del mundo entero esperando ver qué pasa después con la exploración espacial. Es desalentador, especialmente cuando podría suceder mucho más rápido que eso con solo un poco más de financiamiento y apoyo. Lamentablemente, estamos mucho más preocupados por tener la última y mejor forma de aniquilar a nuestros enemigos y “estabilizar la región”.

No es la amenaza externa como rocas o desechos espaciales lo que pone en peligro la exploración tripulada. Es la cantidad limitada de recursos como alimentos, agua y combustible lo que desafortunadamente desfavorece las exploraciones tripuladas.

La exploración no tripulada permite una mayor distancia en el viaje, ya que no requiere alimentos y, por lo tanto, no necesita regresar a la órbita terrestre para rellenarse. Además, la nave espacial sería más pequeña, ya que no necesita transportar humanos y, por lo tanto, ahorra más combustible. Además, la exploración tripulada solo sería necesaria si finalmente encontramos un mundo viable para aterrizar.

Después de todo, estamos hablando de exploración , lo que significa explorar territorios desconocidos. Por lo tanto, las misiones no tripuladas son mucho más eficientes.

Las otras respuestas se refieren a las dos razones principales por las que la exploración no tripulada es preferible a la tripulación … que es más segura porque no hay vidas humanas en riesgo y que es más barata porque no es necesario llevar soporte vital.

Sin embargo, hay una razón por la cual la tripulación es superior a la no tripulada …

Porque no tripulado siempre será tan bueno como su programación. Si hay una situación que los programadores no anticiparon, el robot que controla la sonda, el crafr o el rover no podrá manejarla de inmediato. Dependiendo de la distancia bsvk a la Tierra, es posible que el robot nunca pueda recuperarse, porque para cuando se realice una señal de ida y vuelta a la Tierra, puede ser demasiado tarde. La situación puede haber superado al robot

Por esta razón, porque siempre hay cosas que los hombres van a hacer mejor que las máquinas (a menos que inventemos verdadera inteligencia artificial, y en ese caso hay una cuestión moral de si deberíamos condenar a muerte un dispositivo artificialmente inteligente) Unmannrd no es mejor que tripulado.

Existe un compromiso posible, que es enviar a los hombres un poco, pero no todo el camino. Por ejemplo, al explorar Venus, quizás enviamos hombres a la órbita baja de Vener, donde pueden usar su juicio e intuición con un retraso mucho más corto que si las señales se transmitieran de regreso a la Tierra. La teleoperación de sondas a corta distancia puede ofrecer lo mejor de ambos mundos.

Es mucho más barato y mucho más seguro. Una nave tripulada necesita espacio para la tripulación y todo tipo de equipo para mantenerlos con vida. Eso lo hace mucho más pesado, por lo que requiere mucho más combustible, lo que significa que necesita vehículos de lanzamiento más grandes. Todo lo que aumenta los costos. Debido a la necesidad de mantener a la tripulación segura, todo tiene que ser diseñado y construido con estándares mucho más estrictos, lo que también aumenta los costos. Incluso con eso, todavía hay un riesgo significativo para la tripulación.

Las ventajas de la exploración tripulada son mínimas. Los humanos son más adaptables que la tecnología, por lo que pueden lidiar mejor con problemas imprevistos, pero eso es todo. Mientras no suceda nada inesperado, una sonda no tripulada puede hacer tanta ciencia.

En este momento, las personas que desean exploración tripulada están haciendo un trabajo muy pobre al administrar sus programas. En este caso, se prefiere no tripulado como refuerzo negativo, para ver si estas personas pueden juntarse.

Agregaré a las excelentes respuestas ya aquí que las misiones no tripuladas pueden viajar a lugares tan lejanos que las tripuladas serían imposibles, al menos en esta etapa de la tecnología. Recuerde que todavía estamos recibiendo información de las misiones Voyager, y se enviaron en la década de 1970.