La reparación espacial entra en la era robótica (Parte 1/3)
Posted: 11 Mar 2013 08:00 AM PDT
Los astronautas Andrew Feustel (izquierda) y John Grunsfeld (derecha) durante la última misión de servicio del telescopio Hubble. Crédito: NASA.
La ruleta rusa no era nada comparada con esto. Hace más de un año, un satélite de dos toneladas se precipitó hacia la Tierra, y se esperaba que la mayor parte de él sobreviviera al duro reingreso. Si se hubiese mantenido otros 10 minutos sin tocar tierra, algunas partes del difunto satélite alemán de rayos X ROSAT podrían haber impactado en Pekín.
Fue solo suerte lo que previno un desastre. Gracias a la orientación de la nave y la densidad de la atmósfera en ese momento, no impactó a China y cayó al mar de forma segura en la bahía de Bengala el 23 de octubre de 2011.
Afortunadamente, tales situaciones son raras, pero las cosas van mal en el espacio. Cada año un satélite es puesto en una órbita incorrecta o es incapaz de desplegar un componente crucial, incapacitándolo al principio de su vida, y otros quedan fuera de servicio debido a que agotan su combustible.
¿Y si hubiese una manera de salvar los satélites averiados? No solo podríamos sacar más provecho a los cientos de miles de millones de dólares que hay en órbita, también podríamos garantizar la seguridad de los satélites cercanos, que corren el riesgo de ser destrozados a menos que ellos mismos se aparten del camino.
Teniendo esto en cuenta, un número de organizaciones de todo el mundo está trabajando para crear robots que podrían viajar a órbita y realizar mantención a satélites averiados y otras naves espaciales. Algún día podrían comportarse como Wall-Es de la vida real, recogiendo las partes que necesiten desde chatarrerías orbitales para construir una nueva nave. Eventualmente, la misma tecnología podría construir estructuras en órbita que son demasiado grandes para ser lanzadas en un único cohete, tales como grandes telescopios o naves que tengan a Marte como destino.
La reparación robótica espacial tiene una larga tradición… en la ciencia ficción. "Puedes encontrar mucho de esto en la ciencia ficción desde la década de 1950, antes que los primeros satélites fueran lanzados", dice Scott Pace, del Instituto de Política Espacial en la Universidad George Washington en Washington DC.
Pero hasta ahora, todo el trabajo ha sido realizado por astronautas. La reparación de satélites, como los trabajos de "do it yourself" en la Tierra, rara vez transcurren sin problemas, y los humanos son expertos en cambiar de táctica sobre la marcha. Por ejemplo, en la última misión de servicio al Telescopio Espacial Hubble en 2009, los astronautas tuvieron problemas para aflojar un tornillo de una barandilla que necesitaban quitar para acceder a una placa de circuitos con problemas. "Al final, el astronauta solo dobló la palanca hacia atrás y adelante hasta que finalmente se rompió", dice Jeffrey Hoffman del Instituto Tecnológico de Massachusetts, quien como astronauta de la NASA participó en la reparación del Hubble en 1993.
Trabajo duro
"Esto es el tipo de cosa que sería muy difícil para un robot", dice, dado que los robots solo pueden realizar el trabajo para el que han sido explícitamente diseñados, construidos y programados. Junto con las cinco misiones de servicio del Hubble, los astronautas repararon varios satélites comerciales desde el transbordador espacial, por no mencionar que han hecho la mayor parte del trabajo de construcción en la Estación Espacial Internacional (ISS).
Sin embargo, tras el desastre del transbordador espacial Columbia en 2003, enviar humanos a cientos de kilómetros en el espacio para hacer reparaciones empezó a parecer demasiado peligroso, y la NASA comenzó a evaluar con más seriedad las reparaciones robóticas. Importantes avances en los últimos 10 años se traducen en que dichos robots están empezando a volverse realidad. El trabajo más fácil será la inspección: volar alrededor de una nave en busca de daños producidos por micrometeoritos o basura espacial. Una sonda autónoma podría ayudar a identificar un satélite dañado, lo que podría significar que puede ser sacado de la trayectoria de otros antes que una falla importante lo inmovilice y se vuelva peligroso.
Es una tarea difícil para un robot. Los cambios de luminosidad en el espacio pueden confundir a los programas de reconocimiento de imagen, pero los mejores algoritmos y un mayor poder de procesamiento están ayudando. En 2005, la fuerza aérea estadounidense probó un "inspector" de este tipo. Equipado con sensores que incluían un telémetro láser, el satélite XSS-11 orbitó durante más de un año, tomando imágenes de diferentes naves (no solo estadounidenses), incluyendo su propio cohete lanzador Minotaur I. No obstante, por mucho que podía mirar, la sonda no podía tocar.
Al carecer de esa capacidad, será imposible trasladar satélites errantes, dado que requeriría que el robot espacial no solo se aproximase a su objetivo sino que también lo impulsara lo suficiente para no crear nuevos escombros espaciales.
Una misión de mantención fallida en 1984 pone de manifiesto algunos de los desafíos asociados con el diseño de un buen mecanismo de agarre. Una sonda averiada debía ser reparada, y el astronauta del transbordador a cargo debía utilizar un dispositivo de acoplamiento robótico para sostenerla. Sin embargo, sin el conocimiento de la NASA los técnicos habían cambiado la configuración de la lámina de oro protectora que cubría la sonda poco antes del lanzamiento. Tan sofisticado como era, el dispositivo robótico no estaba preparado para enfrentarse a la estructura alterada y los astronautas tuvieron que hacerlo manualmente. "Lograron alcanzarlo y sostenerlo [el satélite] con el brazo del transbordador", dice Henry Spencer, un ingeniero aeroespacial de Toronto, Canadá.
