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19/7/07 - DJ:

Las Aventuras de ASTRO y NextSat

Imagine lo siguiente: Dos robots flotan juntos en el espacio, nariz con nariz. Uno de ellos extiende un encorvado brazo plateado y comienza a atender las necesidades del otro. Se realiza el intercambio de combustible y se reemplaza una batería; mantenimiento finalizado, los dos se separan silenciosamente.Estos robots, llamados ASTRO y NextSat, son reales y están en la órbita terrestre en la actualidad.

Concepto artístico de ASTRO, el vehículo de mantenimiento de Operaciones Robóticas de Transporte Espacial Autónomo(izquierda) y NextSat, el satélite de próxima generación que puede recibir mantenimiento en órbita (derecha).

El 8 de marzo de 2007, un cohete Atlas V impulsó al par de robots hacia el espacio. Su misión: demostrar capacidades de mantenimiento autónomo de satélites en órbita, una tecnología vital para el futuro de la exploración espacial. La Agencia de Investigación de Proyectos Avanzados de Defensa (Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA, en idioma inglés) dirige el proyecto, cuyo nombre es Orbital Express (Expreso Orbital).

ASTRO y NextSat se ven más como satélites comunes que como robots de alta tecnología, pero están lejos de ser comunes. ASTRO, en particular, parece tener inteligencia propia, puede acercarse a NextSat y acoplarse a él. Asimismo, ASTRO tiene su propio brazo para alcanzar el objetivo, hacer maniobras y llevar a cabo trabajos de mantenimiento —tareas que antes estaban reservadas para las manos de los astronautas. NextSat juega un papel menos atractivo pero no menos esencial mientras gira alrededor de la Tierra, poniéndose a disposición de ASTRO para cualquier prueba que ordenen los controladores en la Tierra.

Todo esto es nuevo y, de hecho, los controladores ubicados en la Tierra están procediendo con cautela para ver qué es lo que ASTRO realmente puede hacer.

La primera prueba en órbita se llevó a cabo en abril. Los dos satélites permanecieron acoplados de manera segura mientras que el brazo mecánico de ASTRO realizaba tareas en NextSat, moviéndolo en varias posiciones para calibrar sensores de alcance y acoplamiento. ASTRO también transfirió combustible y una batería a NextSat. Puntuación: A+.

NextSat, fotografiado por ASTRO
NextSat, fotografiado por ASTRO mientras el par de robots volaba en formación, el 5 de mayo de 2007.

La siguiente gran prueba tuvo lugar el 5 de mayo. ASTRO y NextSat se desacoplaron por completo y volaron en formación perfecta durante aproximadamente 90 minutos. La distancia entre los dos durante esta maniobra fue de alrededor de 10 metros. Luego ASTRO se aproximó y se reunió con NextSat, ¡realizando de este modo el primer alcance y acoplamiento automatizados en la historia del programa espacial estadounidense! Esta prueba también incluyó una transferencia de combustible autónoma.

El hito fue posible gracias al Sensor Avanzado de Guía por Video (Advanced Video Guidance Sensor o AVGS, por su sigla en idioma inglés) de ASTRO, un instrumento desarrollado en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales (Marshall Space Flight Center). Esta es una de las tecnologías clave que confieren a ASTRO "inteligencia propia."

ASTRO necesitó de toda la inteligencia que pudo reunir a mediados de mayo, cuando algo inesperado ocurrió. Una falla en la computadora de vuelo de ASTRO provocó la cancelación de una prueba de acoplamiento a 10 metros de su objetivo, antes de que los vehículos volvieran a acoplarse. En el transcurso de los días siguientes, ASTRO y NextSat se separaron por ¡más de 6 kilómetros (prácticamente 4 millas)! El 19 de mayo, a una distancia aproximada de 150 metros —mayor que cualquier distancia probada en la Tierra para la misión Orbital Express— el instrumento AVGS se sujetó y comenzó a seguir la pista de NextSat. Desastre evitado.

"El instrumento AVGS fue muy útil para unir nuevamente los dos vehículos espaciales", comentó Fred Kennedy, el director del programa, en DARPA. "Nuestro equipo de operaciones de la misión pasó largos días diagnosticando anormalidades en los sensores y en la navegación y por fin pudo volver a ubicar manualmente al satélite ASTRO a menos de un kilómetro de distancia de NextSat. Luego fue sólo cuestión de devolver el control de orientación a ASTRO, el cual realizó una serie de maniobras autónomas con el propósito de ubicarnos dentro del rango completamente operacional del AVGS y entonces los dos vehículos espaciales podrían conectarse nuevamente".

Esta prueba no planeada puede haber sido la más valiosa de todas, y demostró que ASTRO y NextSat son capaces de lidiar con lo inesperado y funcionar más allá de sus límites teóricos.

La misión está ahora llegando a su fin después de establecer varios hitos en la historia espacial de Estados Unidos. Además del primer alcance y acoplamiento automatizados que llevó a cabo Estados Unidos, ASTRO y NextSat también realizaron el primer vuelo circular y acoplamiento completamente autónomos, además de una emocionante captura a vuelo libre de NextSat usando el brazo robótico de ASTRO.

Todo esto va a demostrar que el acercamiento y el mantenimiento automatizados pueden ser una opción realista para futuras misiones espaciales. De hecho, tecnologías probadas por la misión Orbital Express podrían revolucionar la manera de explorar el espacio, haciendo posible que dentro de la siguiente década se lleven a cabo tareas de recarga de combustible y reparación de vehículos espaciales sin la intervención de manos humanas. Esto, a su vez, dará más libertad a los seres humanos para realizar trabajos que solamente pueden hacer las personas.

Es una asociación: ASTRO y NextSat, humanos y máquinas, juntos en el vacío.

Fuentes y links relacionados


  • Nota en Ciencia@NASA

  • ASTRO y NextSat se despiden tras cumplir con su deber

  • ¡Mira Mamá, Sin Manos (Humanas)!


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