Дэвид Минделл - Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации
Робот «Ясон» соревновался не столько с подлодкой NR-1 военно-морских сил США, сколько с аппаратом космической эры, который был разработан в Вудс-Хоуле в 1960-е годы и был призван переносить глаза, тела и разум ученых непосредственно в глубины океана. Он назывался «Элвин», и более двух десятилетий этот белый глубоководный аппарат попадал в заголовки газет, собирая научные данные и потрясая воображение публики. В этой истории роботы и управляемые людьми системы развивались вместе.
Связывал их Боб Баллард.
Доктор Роберт Баллард не изобрел ни одной технологии, связанной с глубоководными погружениями, и никогда не заявлял, что сделал это. Он получил научное, а не инженерное образование и принадлежит к той редкой породе ученых, которые спокойно работают с инженерами и размышляют о том, чтобы заниматься наукой с помощью гипотетических, еще не созданных инструментов будущего, а не с помощью уже существующих. Бо́льшая часть отдельных деталей его роботизированных систем применялась в других местах. Но у Балларда был непосредственный опыт работы на больших глубинах, он развил концепцию дистанционно управляемых роботов для этой среды, создал лабораторию и собрал команду, чтобы воплотить концепцию в жизнь, и нацелил эту команду на ключевые проекты, которые позволяли испытать в деле технические системы. Только теперь, вспоминая его наставничество, я осознаю, в какой мере его понимание дистанционного присутствия определило мое собственное представление об этом.
Баллард, служивший военно-морским офицером, прибыл в Вудс-Хоул из Калифорнии в 1966 году, во время вьетнамской войны. Его отец был инженером, который работал с инерциальными системами управления. Роберт начал работать в North American Aviation[3], изучал первые батискафы и другие глубоководные аппараты, хотя больше интересовался наукой, а не техническими деталями. Он начал писать работу на получение степени в области океанографии, но был призван во флот. Балларда назначили посредником между Управлением военно-морских исследований и Институтом океанографических исследований Вудс-Хоул. Хотя Вудс-Хоул финансировался частным образом как университет, в те времена он получал большие деньги от военно-морских сил.
Военно-морские силы мало интересовались большими глубинами, которые, по их мнению, не могли сыграть никакой роли в холодной войне (боевые подводные лодки погружаются на глубину менее 600 м). Все изменилось в 1963 году, когда атомная субмарина «Трешер» затонула на глубине 2400 м вместе с экипажем из 129 офицеров и членов команды. Тогда в военно-морских силах поняли, что нет никакого способа найти подлодку и достать со дна океана очень дорогие, секретные и опасные предметы, которые покоились на большой глубине. Тогда Управление военно-морских исследований стало выделять институту Вудс-Хоул средства на постройку глубоководного аппарата (в отличие от подводной лодки такой аппарат не может двигаться через океан своим ходом; его перевозят на палубе плавучей базы, погружается он почти вертикально). Основная его часть была изготовлена в виде идеальной сферы из особой стали марки HY-100 (позже – из титана), имела диаметр около 2 м и была снабжена множеством систем и батарей. Аппарат назвали «Элвин».
В 1966 году, когда бомбардировщик военно-воздушных сил США В-52 потерпел крушение и уронил в океан неподалеку от берегов Испании водородную бомбу, «Элвин» продемонстрировал свои возможности, обнаружив и подняв ее с глубины почти 900 м. Правда, не достигнув поверхности, он снова уронил бомбу обратно на дно, причем в еще более глубокое и оставшееся неизвестным место. Военно-морские силы воспользовались управляемым по кабелю подводным экспериментальным аппаратом, чтобы закончить работу. Ни одно из устройств не работало идеально, но это происшествие подчеркнуло необходимость развития технологий, обеспечивающих доступ к большим глубинам. Как и в районе банки Скерки, системы, управляемые человеком и действовавшие дистанционно, работали бок о бок.
«Элвин» был одним из проектов эпохи «Аполлонов», которые обеспечили присутствие людей на дне моря во многом так же, как американцы обеспечивали это присутствие в космосе. Но в то время, как программа «Аполлон» получала миллиарды долларов для того, чтобы послать людей на Луну, проект «Элвин» был вынужден обходиться несколькими миллионами, чтобы отправить людей в такой же неизведанный мир.
Балларда как главного посредника между военно-морскими силами и институтом Вудс-Хоул начали привлекать к интеллектуальной работе. Во время упадка, охватившего армию после вьетнамской войны, он уволился из военно-морских сил и присоединился к группе «Элвин» в Вудс-Хоуле, получив задание искать новых заказчиков для глубоководного аппарата. По его собственным словам, превратился в «научно-исследовательского коммивояжера». Также Баллард поступил в университет Род-Айленда с целью получить степень доктора философии в морской геологии. Защитив диссертацию, он стал научным сотрудником института Вудс-Хоул.
В конце 1960-х и начале 1970-х годов «Элвин» начал сопровождать научные экспедиции, постепенно оказываясь все дальше от дома, становясь все более надежным, безотказным и маневренным. Теперь он был лучше приспособлен для того, чтобы переносить нужное научное оборудование, средства для отбора образцов и приспособления для манипулирования. Глубина погружения также увеличилась до 4000 м.
История создания «Элвина» шла параллельно с развитием тектоники плит – формальной научной теории, которая зародилась в 1960-е годы из идей о горизонтальном перемещении континентов, развивавшихся в XX веке. Молодая отрасль морской геологии находилась на переднем крае науки, собирая магнитометрические, батиметрические и сейсмические данные, подтверждающие идею о том, что именно на морском дне формируется земная кора. Она постоянно создается вдоль срединно-океанических хребтов, в то время как плиты расходятся в стороны в местах океанских впадин, где кора проваливается внутрь земного шара.
Но природные условия дали ученым очень мало прямых доказательств в поддержку идеи спрединга (растяжения) океанского дна. Традиционные методы океанографии, в том числе использование инструментов, подвешенных к судну, или драгирование – прочесывание драгой морского дна имели недостаточную точность, для того чтобы охарактеризовать срединно-океанические хребты и отобрать с них образцы.
Ряд погружений, совместно проведенных американцами и французами в 1973–1974 годы, получивших название проект FAMOUS, привели «Элвин» и два французских аппарата на срединно-океанический хребет с целью составить карты и собрать образцы. Этот проект обеспечил бесспорное подтверждение теории тектоники плит. Так началась богатая на открытия эпоха.
Более того, проект FAMOUS позволил «Элвину» в первый раз удалиться от побережья и погрузиться на глубину, где аппарат доказал свою ценность в качестве научного инструмента. «Нам очень повезло, что "Элвин" был там, – вспоминал Баллард, – в то время, когда настал звездный час теории тектоники плит». Тем не менее даже после проекта FAMOUS Баллард ощущал, что бо́льшая часть научного сообщества по-прежнему воспринимает «Элвин» как «диковинный механизм».
Для того чтобы доказать научную ценность «Элвина», потребовалось использовать его в сочетании с другой технологией – сетью акустических транспондеров, которые команда размещала вокруг исследуемой области и которые помогали передвигать глубоководный аппарат точно по координатам, обозначенным как х и у. Транспондеры, вскоре разработанные в институте Вудс-Хоул по контракту с Управлением по перспективным научным исследованиям США, питались от аккумуляторной батареи. Сеть транспондеров развертывалась с судна в начале серии погружений. Каждый из них принимал сигнал гидролокатора, затем возвращал этот сигнал с другой частотой после фиксированной задержки во времени. «Запрашивая» эти транспондеры и слушая их ответы, «Элвин», плавучая база (или любой другой аппарат) могли определить свое положение в пределах исследуемой области. Навигационная информация обеспечивала «Элвина» количественными ориентирами, что давало возможность точно определить место на хребте, откуда были взяты образцы или где были проведены наблюдения.
Баллард разработал методы, благодаря которым собранные «Элвином» данные могли опираться на научные гипотезы. Он считал, что этот аппарат позволяет ученым в точности воспроизводить принципы работы полевой геологии глубоко в океане. «Ключевыми факторами в процессе исследования являются тренированный ум ученого, его глаза и молоток в его руке, – писал Баллард. – А проворный маленький белый глубоководный аппарат обеспечил морским геологам Вудс-Хоула существенный для наблюдений элемент присутствия на дне океана».
