När Apollo-astronauter på månen talade med Mission Control på jorden, Det fanns en märkbar tidsskillnad mellan ett uttalande från Tranquility Base och dess omedelbara bekräftelse från Houston. Mellanrummet varade nästan tre sekunder, eller tio gånger längre än mänskliga reaktionstider skulle svara för.

Vad hände? Svaret är enkelt:utrymme. Månen kretsar tillräckligt långt från jorden för att ljus (och radio) tar 1,3 sekunder varje väg att resa avståndet. Vid prospekteringsmål längre bort, fördröjningen ökar; för att utforska Mars, signaler tar mellan 5 och 40 minuter, beroende på det varierande avståndet mellan de två planeterna.

"Under Apollo-uppdragen, astronauterna gjorde vetenskapliga observationer och vidarebefordrade det de såg tillbaka till forskare på jorden. Båda samarbetade om beslut om observationer och vilka prover som skulle samlas in och föras tillbaka till jorden för att ge det mest vetenskapliga värdet, " säger Kip Hodges, Stiftelseprofessor vid ASU:s School of Earth and Space Exploration.

"Detta fungerade ganska bra för månutforskningar, men tidsfördröjningen kommer sannolikt att dramatiskt minska kvaliteten och det vetenskapliga värdet av sådana samarbeten för att utforska avlägsna platser som Mars." Hodges anteckningar, Fältarbete görs på avstånd på Mars av forskare på jorden med hjälp av robotverktyg som Curiosity-rover. Men det går långsamt.

"Även om signaler som ger observationer och mätningar bara tar minuter eller tiotals minuter att nå Mars, en enda forskningsaktivitet på Mars, från kommando till dataretur, kan ta en dag eller mer, " han säger.

I numret av tidskriften den 21 juni Vetenskapsrobotik , Hodges och medarbetare Dan Lester på Exinetics och Robert Anderson från NASA:s Jet Propulsion Laboratory föreslår ett nytt tillvägagångssätt för vetenskaplig utforskning som de kallar utforskning telenärvaro.

"I den mån mycket vetenskaplig forskning är en process där medvetenhet driver handling, " säger författarna, "kommunikationsfördröjningen mellan människor på jorden och planetära utforskningsplatser är begränsande."

Idealet är att hålla dessa förseningar, eller "latenser, " inom längden av mänskliga reaktionstider. Ett tillvägagångssätt är att låta astronautforskarna arbeta direkt på ytan av en planet. Men att landa människor och hålla dem säkra är en dyr och farlig strategi.

Ett säkrare och billigare tillvägagångssätt, enligt författarna, kan vara utforskningsvetenskap med hjälp av telenärvaro, en strategi som används allmänt på jorden nu för aktiviteter så känsliga och krävande som operation.

"Telepresence innebär att människor använder robotsystem från tillräckligt nära avstånd där fördröjningen mellan mänsklig handling och robotsvaret är en bråkdel av en sekund, " förklarar Hodges.

För Marsforskning, astronauter kan gå till Mars omloppsbana, men inte till ytan. Från omloppsbana, kommunikationsrestiden skulle vara sådan att en astronaut/forskare skulle kunna arbeta med ett robot surrogat, uppleva ytmiljön praktiskt taget, och gör vetenskapliga undersökningar som om hon eller han var på marken.

Dessutom, människor i Mars omloppsbana kan styra instrument i realtid på många olika platser över hela planeten. Och genom att förhindra kontaminering av Mars med markbiologi, utforskning telenärvaro från omloppsbana erbjuder också fördelar jämfört med mänskliga upptäcktsresande på plats.

Medan författarna tillägger att vetenskaplig forskning av människor som arbetar direkt på de andra planetariska ytorna är det ultimata målet, utforskning telenärvaro kan vara ett viktigt nästa steg.

"Idag gör vi bra vetenskap på Mars med hjälp av telerobotik med lång tidsfördröjning, men vi skulle kunna göra mycket bättre vetenskap mycket snabbare med människor på ytan, " Hodges noterar. "Utforskning telenärvaro skulle vara en rimlig kompromiss tills den dagen kommer."

Dessutom, han säger, "Det finns viktiga mål för vetenskaplig utforskning som vi för närvarande inte har tekniken för att landa människor på ett säkert sätt. Utforskning via telenärvaro kan avsevärt utöka antalet destinationer där människor kan göra stor vetenskap."