Alles see oli, kui sai sõbra pool vaadatud Euroopa Liidu rahadega soetatud CNC tööpinke kui imeasju ja kuidas need arvutiga disainitud detaile suvalisest materjalist imekspandava kergusega lõikasid. Nüüd on CNC pink aga juba üsnagi tavapärane asi ning võrgus ja sotsiaalvõrgustikes levivad pildid ja videoklipid 3D mudeleid valmistavatest tööpinkidest või pinkidest, mis suudavad meisterdada kodustes tingimustes elektroonika komponente.
Neid videosid vaadates tundub mulle, et tulevik on üsnagi selge. Mingil hetkel jõuab teaduse-tööstuse areng põhimõtteliselt suurte tehaste kadumiseni. Kodudes on väike külmkapi või pesumasina mõõtu seade, millesse tuleb asetada lihtsalt mitut sorti erinevaid materjale, laadida sinna võrgust uue mobiiltelefoni, fööni, võimendi või monitori joonised ning masin teeb juba ise kõik ülejäänu. Firmad aga ei müü enam mitte valmis toodet vaid valmistamise jaoks vajalikku koodi-skeemi (nt ostad õiguse valmistada kõige uusima Apple iphone).
Hakkasin sellest tehnikast huvitatult mõtlema, et nii poleks enam väga keerukas luua ennast taastootvat masinat. Sellise roboti kõhus oleks üks universaalne 3D-CNC tööpink, mis kõik vajalikud jupid valmis lõikaks ning mehaanilised käed, mis need jupid täpselt joonise järgi seadmeks kokku monteerib (justkui Anatoli Dneprovi lühiloos „Krabisaar“). Asjast huvitatuna lõin googlesse "Self-replicating machine" ning avastasin suureks üllatuseks, et NASA on sedalaadi projekte päris tõsiselt juba ammu kaalunud kui üht odavat ja lollikindlat võimalust kosmose koloniseerimiseks.
Kunstniku vaade automatiseeritud kuutehasest
Kui täpsemaks minna, siis tekkis jänkide sellelaadne huvi 1980-nendatel aastail, mil NASA alustas uuringuid loomaks Kuule ennast lõputult taastootvat tehas. Kuidas selline tehas töötaks? Väga lihtne. Esmalt põletavad päikesekiirgust kasutavad teemasinad kuu regoliidi (pude kiviline materjal, mis meie maa kaaslast tihedalt katab) kõvaks pinnaseks, kuhu paigaldatakse keskarvuti ning rafineerimistehased. Seejärel hakkavad tööle robot-kombainid, mis koguvad Kuu maagirikast regoliiti, mis veetakse rafineerimistehastesse, kus see päikeseenergia abil erinevateks materjalideks ümber töödeldakse. Seejärel asuvad töösse mitmesuguse suuruse ning otstarbega robotkäed, mis valmis materjalist uusi tehaseid või muid vajalikke masinaosi kokku monteerivad.
Elektrienergia saamiseks oli välja pakutud idee panna ringi liikuma täis-autonoomsed robotid, mis töötleksid regoliiti jooksvalt ümber ja „prindiks“ neist kuu pinnasele valgustundlikke elemente. Teine lahendus oleks koguda regoliit tehastesse ja valmistada seadmete kohale sammastele päikesepaneelides nn „katus“.
Kõige keerulisem oleks toota Kuu peal tõenäoliselt mikroprotsessorite ja muude peente elektroonikakomponentide tehaseid. Projekti autorid on pakkunud ühe võimaliku lahendusena saata neid Maalt Kuule, nii-öelda omalaadsete vitamiinisüstidena seal kasvavatele struktuuridele.
Ehitamiseks vajalikest materjalidest juba puudust ei tule. Regoliit koosneb peamiselt hapnikust, titaanist, magneesiumist, alumiiniumist, rauast, kaltsiumist ja räniühenditest. Põhimõtteliselt on nende elementide näol olemas kõik oluliste seadmete valmistamiseks vajalikud materjalid. Hapniku saab kasutada rakettide reaktiivaine (prolellant) ja inimeste hingamismaterjalina. Ränist saab teha päikesepaneele, rauast erinevaid kandekonstruktsioone, kaltsium tsemendiks, alumiinuim ja magneesium sõidukite tarbeks, titaani samuti. Lisaks on võimalik eraldada kuutolmust mitmesuguseid aineid, mida on hea kasutada kuupealses põllumajanduses. Kuul leidub ka elementi He3, mis võiks käivitada termotuumareaktoreid jne. Kõigele lisaks saab puhast kuutolmu ka lihtsalt päikeseahjudes sulatada ja vormida erinevateks keraamilisteks objektideks või ehitusmaterjalideks (näiteks sammasteks, millele rajatakse päikesepaneelid).
Minuarust on mõte äärmiselt põnev. Poleks vaja kokkuvõtteks muud teha, kui lennutada Kuu peale nr. 1 baastehas. See pakiks end lahti ja alustaks materjalide kaevandamist, töötlemist ja pidurdamatut kasvamist. Mõne aastaga suudaks selline lakkamatult töötav masin rajada kuule tohutuid struktuure, mida saab hiljem omakorda kasutada kosmosemasinate tootmiseks. Need saadetakse hiljem maalähedasele orbiidile (sateliidid, uurimisraketid või kosmosejaamad) või siis rajada gigantsete mõõtudega päikesenergia farme, mis imevad energiat ning kiirgavad seda mikrolainetena maale.
Üheaegselt lahendataks sellega nii maakera terav energiaprobleem kui ka küsimus, kust võtta raha ning materjale kosmose avastamiseks. Tarvis oleks edaspidi jõuda ainult orbiidile, kus ootaksid ees tuliuued ning värskelt tangitud hiidraketid Marsile lennuks, mugavad kosmosehotellid ja uurimisjaamad jne.
Visand rakulisest masinast.
Sellise isepaljuneva tehase üheks puuduseks oleks keerukus ja sõlmede paljusus. Märksa ilusam oleks, kui kõik töö teeks ära üks kompaktne seade. Lahenduseks on välja pakutud rakulise ehitusega masin. Selles aparaadis töötaksid tehisrakud samamoodi kui elusrakud elusorganismis. Kogu masin oleks üks terviklik tehis-organism, mis koosneks miljonitest või miljarditest tehislikest rakkudest, mida masin on võimeline energia ja tooraine olemasolul ise pidevalt juurde tootma. Iga rakk näeb välja samasugune kui sajad ülejäänudki - väike neljatahuline ese. Tema väliskate on pehmest plastmassist (või muust sobivast materjalist), mille sees asuvad raku osad, milleks on mitu üsna mitmesugust elektriskeemi ja tehislihast, mille abil suudab rakk kokku tõmbuda ning paisuda, et täita mitmeid ülesadneid: nt moodustada koos tuhandete teiste rakkudega koos masinat liigutava mootori või kandevedelikku edasiandva pumba. Selle asemel, et kasutada sarnaselt elusolendile paljusid eriotstarbelisi rakke (lihas-, aju- ja luurakud), kasutab masin ühte tüüpi universaalrakke. Milleks masin rakku parasjagu kasutab, sõltub asukohast, kus rakk haaratakse ja tööle pannakse (nt kui rakk haaratakse uute rakkude toomise organisse, toodab ta uusi rakke; kui haaratakse toitevedelikku pumpavasse elundisse, hakkab rakk enda tehislihase jõul kokku tõmbuma ja laienema).
Rakulise masina sõlmede visand
Mittevajalikud rakud hõljuvad kandevedelikus, kuni muutuvad vajalikuks kas mingi masinaosa võimsuse suurendamiseks, vigastuse parandamiseks või siis uue masina loomiseks. Kui paigaldatud ja töötav rakk langeb rivist välja või ei tööta korralikult, siis teeb vigastuse kindlaks tema sisse ehitatud mehhanism või kõrvalolev rakk. Vigane rakk lõhkeb selleks otstarbeks paigaldatud lõhkeainekapsli abil ning kandevedelik kannab tükid tahkete jäätmete ümberöötlemise blokki. Vabanenud töökoha juurde haaratakse uus rakk, kinnitatakse ja pannakse tööle. Põhimõtteliselt luualse kuu pinnale bioloogiline tehas. Mööda kuu pinda liikuv organism läbimõõduga mõnest meetrist kuni mõnekümmne meetrini kogub päikeseenergiat ja „sööb“ tolmu.
Neist tehislikest rakkudest moodustuksid kütuse ja kandevedeliku ülekandetorud, pumbad, päikesepaneelid, klapid, avariipumbad, ajublokk, närvisüsteem, ümbritsevast keskkonnast materjali hankivad ja ümbertöötlevad sõlmed jms. Ennast taastoodaksid sedalaadi masinad arvatavasti luues toorainest uusi rakke ning ehitades neist enda kõrvale sarnase seadme, mis peale valmimist end emaorganismi küljest lahti haagib ja iseseisvalt edasi toimetab. Kahjuks pole sellisest masinast isegi mitte veel prototüüpi olemas.
Küllap oleks pärast meie päikesesüsteemi planeetidele (ja asteroididele) ülalpool kirjeldatud isepaljunevate tehaste külvamist juba lihtne valmistada nende samade tehaste abil suures koguses näiteks Daidlose või Oroni tüüpi tähelaevu. Lõpetuseks võib öelda, et isepaljunevad ja iseendid taastootvad masinad tooksid tööstusesse küllap sama suure muudatuse kui seda tegi 19. sajandi industrialiseerimine. Kujutage ette 17. sajandit. Isegi olemasolevate jooniste korral oleks toona osutunud võimatuks (või siis ülimalt kalliks) lennuki jaoks vajalike peente detailide tootmine. Peale tööstuse arenemist oli võimalik selliseid masinaid toota tuhandeid ja lausa kümneid tuhandeid.
*Materjalina kasutatud wikipediat, mitmesuguseid google allikaid ning R. Wellsi raamatut „Bioonika“
