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Los robots de demostración, la gaseosa de las misiones espaciales

Antes de enviar una misión de exploración científica al espacio hay que hacer muchas cosas: definir los objetivos, desarrollar el proyecto, diseñar los equipos, construirlos, probarlos. Si, además,  tiene como hay que posar sistemas de investigación sobre el terreno de Marte o la Luna, más todavía. Por eso, las pruebas, como decía aquel, se hacen con gaseosa.

En este caso, la “gaseosa” son prototipos de los robots que van a posarse sobre la superficie de destino y sobre los que se montarán los equipos de investigación necesarios para el desarrollo de la misión. Ningún robot lunar o marciano se manda a miles o millones de kilómetros sin la seguridad de que va a funcionar adecuadamente y podrá mover de un lado a otro los sistemas de investigación que llevará instalados encima y que recogerán la información necesaria según los objetivos de la misión.

La compañía multinacional española GMV, concretamente, acumula una enorme experiencia en el desarrollo de soluciones de ingeniería y sistemas específicos para el sector aeroespacial desde que se creó, hace 30 años, a partir de un grupo de trabajo de la Escuela Técnica Superior de la Escuela de Ingenieros Aeronáuticos de Madrid. Con el tiempo ha abierto diversas líneas de actividad y se ha expandido internacionalmente y mantiene desde sus inicios una intensa colaboración con agencias espaciales como la ESA y la NASA.

De hecho, ya en 2009 crearon un prototipo de un rover marciano, el EGP-Rover, pensado para circular por la Luna y Marte, dentro del programa EGP (Eurobot Ground Prototype), de la ESA (Agencia Espacial Europea, en sus siglas en inglés). Y actualmente GMV está inmersa en el proyecto LUCID, financiado por la agencia europea, destinado a la investigación en la Luna.

Andrés Rodríguez, es ingeniero de Robótica en GMV, nos acompaña en el proceso de conocer un poco mejor cómo se plantea esta fase de las misiones espaciales, o al menos una parte de ella: «Hay dos grandes conjuntos de equipos en una misión de estas características: los equipos de la misión como tales, que nos sirven para poder llevar al rover, la plataforma, a las distintas localizaciones y que pueda ubicarse, como cámaras ópticas, sistemas de navegación nocturna, sistemas láser para reconstrucción de modelos 3D del terreno, etc. y con los que poder, también, determinar el estado de los distintos equipos de a bordo, la potencia., etc. Y luego los equipos de la misión científica para hacer experimentos o recoger la información que se desea en el lugar de destino, y que se montan en esa plataforma que los lleva a los puntos determinados al planificar esa parte de la misión». «Esos equipos, -continua Rodríguez-, tienen la propiedad de que, si fallan, no abortan la misión por completo; pero, en realidad, son el auténtico objetivo, porque sus datos y la información que proporcionan son lo que verdaderamente se va a buscar».

En GMV lo que «mayoritariamente hacemos es desarrollar sistemas de adquisición de datos mediante sensores y su procesamiento para generar mapas del entorno y con ello ser capaces de localizar el robot, así como de hacerle una cierta inteligencia para que tome algunas decisiones como evitar obstáculos para no quedarse atrapado en un accidente del terreno, por ejemplo. Es decir, nos centramos en el desarrollo del software relacionado con los sensores y los ordenadores que podrían usarse en el espacio».

Como parte de ese proceso «siempre tenemos que montarlos en un robot o rover,  una plataforma robótica, y hacer una misión de demostración en la Tierra para evaluar la tecnología que hemos creado».

Esos robots, que en realidad son plataformas en las que se montan los dos tipos de equipos, los que le permitirán moverse de un lado a otro y los de investigación, se eligen en función de «que sean los sistemas de locomoción más adecuados para desarrollar la demostración. Son para el trabajo previo que nos permitirá asegurar que los equipos, una vez en su destino, son capaces de hacer lo que tienen que hacer. Pero no tiene por qué ser el sistema de locomoción que podría viajar al espacio finalmente».

Así pues, ese rover ni siquiera tiene porqué ser un prototipo del que finalmente se construya para la misión definitiva «porque se diseñan de otra forma. La prioridad es la simplicidad, la ligereza y la durabilidad. Si son un poco complicados enseguida pueden necesitar intervención humana. Lo cual, obviamente, no es posible». Por ejemplo, en el vehículo y los equipos de demostración «se usa sobre todo aluminio y también hay algún elemento de plástico, que en ningún caso podría llevar el que fuera al espacio, porque se degradaría por la radiación y por el vacío».

Y, claro está, un rover espacial, necesita ruedas. Que no las hacen en GMV, se encarga otra empresa.

Por cierto, que en este punto, viene muy a propósito apuntar que en los proyectos espaciales, tanto en la preparación de los sistemas y los prototipos, como en la de todo lo que finalmente viajará al espacio, «se trabaja en colaboración con la ESA y participan otras muchas empresas. El número es muy variable, en la parte de demostración a lo mejor no son tantas, pero en la misión seguramente serán cientos de empresas. En un proyecto espacial el desarrollo necesario es muy, muy extenso, y requiere la participación más o menos directa de muchas empresas».

Así pues, las ruedas vienen de fuera. «Los rovers normalmente llevan más de cuatro ruedas. Metálicas para el espacio,y con neumáticos para las que utilizamos en las pruebas que hacemos aquí. ». Esas pruebas se suelen hacer en terrenos en los que se espera que tengan similitud con el que se van a encontrar en la misión “de verdad”. Por ejemplo, la plataforma robótica LUCID se ha probado en la Dehesa de Navalvillar, en Colmenar Viejo, (Madrid), en donde está ubicada GMV; y en el Parque Nacional del Teide, en la isla de Tenerife, (Canarias). Este último enclave se eligió por considerar que podría ofrecer unas características del terreno similares a la de los polos de la Luna.

Los rovers de demostración llevan unas ruedas «que se eligen en función de dónde se vayan a hacer las pruebas. Si no está previsto que vayan por zonas escarpadas, o solo vamos a demostrar una tecnología de visión o de localización, sí suelen llevar neumáticos de caucho y aire, como los que podría llevar un pequeño tractor. En el LUCID lleva la amortiguación en la misma rueda, que en este caso es metálica, es más “espacial”, digamos, aun siendo un vehículo de demostración. Aparte, en general, llevan también sistemas telescópicos que suben o bajan para asegurar que todas las ruedas están en contacto con el suelo, cuando este no es completamente horizontal, de manera que puedan; y , también, suelen poder girar cada una independientemente, por lo mismo, para evitar obstáculos». Todas estas prestaciones se las da la «inteligencia que llevan incorporada. Porque en la misión real no se van a poder controlar manualmente, porque las distancias hacen que las comunicaciones no puedan ser instantáneas. Entonces, el robot ha de poder tomar algunas decisiones propias y seguras para no chocar o quedarse encallado».

Otra cuestión tan importante como todas las que hemos visto ya es «que el robot tiene que aguantar todas las etapas de la misión. Las más exigentes siempre son las de estar ya en el destino. El momento crítico es el aterrizaje, en el que han fallado algunas misiones». Y, también, obviamente, hay que situarlos en la nave en la que van a viajar, plegados y luego desplegarse en el terreno, lo que conlleva otra serie de retos no menos apasionantes de conocer. Quizá en una próxima entrega.