Quando gli astronauti dell'Apollo sulla Luna hanno parlato con il Controllo Missione sulla Terra, c'era un notevole intervallo di tempo tra una dichiarazione della Tranquility Base e il suo immediato riconoscimento da Houston. Il divario è durato quasi tre secondi, o dieci volte più lunghi di quanto spiegherebbero i tempi di reazione umani.

Cosa stava succedendo? La risposta è semplice:spazio. La Luna orbita abbastanza lontano dalla Terra che la luce (e la radio) impiegano 1,3 secondi in ogni direzione per percorrere la distanza. A obiettivi di esplorazione più lontani, il ritardo aumenta; per esplorare Marte, i segnali impiegano dai 5 ai 40 minuti, a seconda della distanza variabile tra i due pianeti.

"Durante le missioni Apollo, gli astronauti stavano facendo osservazioni scientifiche e riferivano ciò che avevano visto agli scienziati sulla Terra. Entrambi stavano collaborando alle decisioni sulle osservazioni e su quali campioni raccogliere e riportare sulla Terra per ottenere il valore più scientifico, "dice Kip Hodges, Professore di Fondazione nella Scuola di Esplorazione della Terra e dello Spazio dell'ASU.

"Questo ha funzionato abbastanza bene per le esplorazioni lunari, ma è probabile che il ritardo riduca drasticamente la qualità e il valore scientifico di tali collaborazioni nell'esplorazione di luoghi lontani come Marte". note di Hodges, il lavoro sul campo viene svolto in remoto su Marte da scienziati sulla Terra utilizzando strumenti robotici come il rover Curiosity. Ma è lento.

"Anche se i segnali che comandano osservazioni e misurazioni impiegano solo minuti o decine di minuti per raggiungere Marte, una singola attività di ricerca su Marte, dal comando alla restituzione dei dati, può richiedere un giorno o più, " lui dice.

Nel numero del 21 giugno della rivista Robotica scientifica , Hodges e i collaboratori Dan Lester di Exinetics e Robert Anderson del Jet Propulsion Laboratory della NASA suggeriscono un nuovo approccio all'esplorazione scientifica che chiamano telepresenza esplorativa.

"Nella misura in cui gran parte della ricerca scientifica è un processo in cui la consapevolezza guida l'azione, "dicono gli autori, "il ritardo nelle comunicazioni tra gli esseri umani sulla Terra e i siti di esplorazione planetaria è limitante".

L'ideale è mantenere questi ritardi, o "latenze, " entro la durata dei tempi di reazione umana. Un approccio è quello di far lavorare gli scienziati astronauti direttamente sulla superficie di un pianeta. Ma far atterrare gli esseri umani e tenerli al sicuro è una strategia costosa e pericolosa.

Un approccio più sicuro e meno costoso, secondo gli autori, potrebbe essere la scienza dell'esplorazione che utilizza la telepresenza, una strategia ormai ampiamente utilizzata sulla Terra per attività delicate e impegnative come la chirurgia.

"Telepresenza significa che gli esseri umani utilizzano sistemi robotici da una distanza abbastanza vicina in cui il ritardo tra l'azione umana e la risposta robotica è di una frazione di secondo, "Spiega Hodges.

Per la ricerca su Marte, gli astronauti potrebbero andare nell'orbita di Marte, ma non in superficie. Dall'orbita, il tempo di viaggio delle comunicazioni sarebbe tale che un astronauta/scienziato potrebbe lavorare con un surrogato robotico, vivendo virtualmente l'ambiente di superficie, e facendo indagini scientifiche come se fosse a terra.

Inoltre, gli umani nell'orbita di Marte potrebbero controllare gli strumenti in tempo reale in molti siti diversi in tutto il pianeta. E prevenendo la contaminazione di Marte con la biologia terrestre, la telepresenza di esplorazione dall'orbita offre anche vantaggi rispetto agli esploratori umani in situ.

Mentre gli autori aggiungono che la ricerca scientifica da parte di esseri umani che lavorano direttamente sulle altre superfici planetarie è l'obiettivo finale, la telepresenza esplorativa potrebbe essere un importante passo successivo.

"Oggi facciamo buona scienza su Marte usando telerobotiche a lungo ritardo, ma potremmo fare scienza molto migliore molto più rapidamente con gli umani in superficie, "Hodges osserva. "La telepresenza di esplorazione sarebbe un ragionevole compromesso fino a quel giorno".

Inoltre, lui dice, "Ci sono obiettivi importanti per l'esplorazione scientifica per i quali attualmente non disponiamo della tecnologia per far atterrare gli esseri umani in modo sicuro. La telepresenza di esplorazione potrebbe espandere notevolmente il numero di destinazioni in cui gli esseri umani possono fare grandi scienze".