Toen Apollo-astronauten op de maan spraken met Mission Control op aarde, er was een merkbaar tijdsverschil tussen een verklaring van Tranquility Base en de onmiddellijke bevestiging van Houston. Het gat duurde bijna drie seconden, of tien keer langer dan menselijke reactietijden zouden verklaren.

Wat gebeurde er? Het antwoord is simpel:ruimte. De maan draait ver genoeg van de aarde dat licht (en radio) er 1,3 seconden over doen om de afstand af te leggen. Bij verkenningsdoelen verder weg, de vertraging neemt toe; voor het verkennen van Mars, signalen duren tussen de 5 en 40 minuten, afhankelijk van de variërende afstand tussen de twee planeten.

"Tijdens de Apollo-missies, de astronauten deden wetenschappelijke observaties en gaven wat ze zagen terug aan wetenschappers op aarde. Beiden werkten samen aan beslissingen over waarnemingen en welke monsters ze moesten verzamelen en terugbrengen naar de aarde om de meest wetenschappelijke waarde op te leveren. " zegt Kip Hodges, Foundation Professor in ASU's School of Earth and Space Exploration.

"Dit werkte redelijk goed voor maanverkenningen, maar de vertraging zal waarschijnlijk de kwaliteit en wetenschappelijke waarde van dergelijke samenwerkingen bij het verkennen van verre plaatsen zoals Mars drastisch verminderen." Hodges aantekeningen, veldwerk wordt op Mars op afstand gedaan door wetenschappers op aarde met behulp van robotinstrumenten zoals de Curiosity-rover. Maar het is traag.

"Ook al duurt het maar enkele minuten of tientallen minuten om Mars te bereiken, ook al nemen signalen die voor observaties en metingen zorgen, een enkele onderzoeksactiviteit op Mars, van opdracht tot gegevensteruggave, kan een dag of langer duren, " hij zegt.

In het nummer van het tijdschrift van 21 juni Wetenschap Robotica , Hodges en medewerkers Dan Lester van Exinetics en Robert Anderson van NASA's Jet Propulsion Laboratory suggereren een nieuwe benadering van wetenschappelijke verkenning die ze exploratie-telepresence noemen.

"In de mate dat veel wetenschappelijk onderzoek een proces is waarbij bewustzijn tot actie leidt, ", zeggen de auteurs, "de communicatievertraging tussen mensen op aarde en planetaire verkenningssites is beperkt."

Het ideaal is om deze vertragingen te behouden, of "latenties, " binnen de lengte van menselijke reactietijden. Een benadering is om de astronautenwetenschappers direct op het oppervlak van een planeet te laten werken. Maar mensen landen en ze veilig houden is een dure en gevaarlijke strategie.

Een veiligere en goedkopere aanpak, volgens de auteurs kan verkenningswetenschap zijn met behulp van telepresence, een strategie die nu op aarde veel wordt gebruikt voor activiteiten die net zo delicaat en veeleisend zijn als chirurgie.

"Telepresence betekent dat mensen robotsystemen bedienen van een afstand die dichtbij genoeg is, waar de vertraging tussen menselijke actie en de robotreactie een fractie van een seconde is, ' legt Hodges uit.

Voor Marsonderzoek astronauten kunnen naar de baan van Mars gaan, maar niet naar de oppervlakte. vanuit de baan, de reistijd van de communicatie zou zodanig zijn dat een astronaut/wetenschapper zou kunnen werken met een robotsurrogaat, de oppervlakteomgeving virtueel ervaren, en wetenschappelijk onderzoek doen alsof hij of zij op de grond is.

Bovendien, mensen in een baan om Mars kunnen instrumenten in realtime besturen op veel verschillende locaties over de hele planeet. En door besmetting van Mars met terrestrische biologie te voorkomen, verkenning telepresence vanuit een baan biedt ook voordelen ten opzichte van in-situ menselijke ontdekkingsreizigers.

Hoewel de auteurs toevoegen dat wetenschappelijk onderzoek door mensen die rechtstreeks op de andere planetaire oppervlakken werken, het uiteindelijke doel is, exploratie-telepresence zou een belangrijke volgende stap kunnen zijn.

"Vandaag de dag doen we goede wetenschap op Mars met behulp van telerobotica met lange vertraging, maar we zouden veel sneller veel betere wetenschap kunnen doen met mensen aan de oppervlakte, Hodges merkt op. "Telepresence voor verkenning zou tot die dag een redelijk compromis zijn."

Bovendien, hij zegt, "Er zijn belangrijke doelen voor wetenschappelijke verkenning waarvoor we momenteel niet de technologie hebben om mensen veilig te laten landen. Telepresence voor verkenning zou het aantal bestemmingen waar mensen geweldige wetenschap kunnen doen aanzienlijk kunnen uitbreiden."