La robótica conquistará el espacio

Cuauhtémoc Valdiosera

Las misiones científicas espaciales de la NASA se aventuraron hasta la Luna, exploraron otros planetas, viajaron hasta los confines del sistema solar y miraron hacia atrás en el tiempo. También hicieron algo que a veces resulta aún más difícil: estudiaron nuestro propio planeta, la Tierra. Estas misiones nos han brindado asombrosas vistas del universo y nuevos conocimientos sobre nuestro sistema solar, pero todavía hay mucho más para ver y aprender.

Asimismo, a medida que las misiones se transforman en desafíos cada vez más grandes -y por lo tanto más difíciles- se necesitan capacidades más avanzadas. Sin embargo, antes de usar por primera vez tecnologías nuevas aún no probadas en misiones de exploración complejas, los ingenieros y científicos deben asegurarse de que funcionen correctamente y con seguridad en el riesgoso ambiente espacial.

Para lograr este objetivo, la Oficina de Ciencia Espacial y la Oficina de Ciencia Terrestre de la NASA pusieron en marcha conjuntamente en 1995 el Programa Nuevo Milenio (NMP, por sus siglas en inglés), visión ambiciosa y fascinante que procura acelerar la exploración espacial mediante el desarrollo y la prueba de tecnologías de última generación. El NMP es un singular programa administrado por el laboratorio de propulsión a chorro del Instituto Tecnológico de California. Constituye un puente crítico entre un concepto inicial y su aplicación en exploraciones y misiones, pues permite comprobar en el "laboratorio del espacio" las tecnologías seleccionadas en condiciones que simplemente no pueden ser imitadas en la Tierra.

Las tecnologías altamente avanzadas son la clave para lograr vehículos e instrumentos espaciales más capaces, poderosos y eficientes. La NASA necesita vehículos espaciales cada vez más sofisticados, rápidos y poderosos, que transporten instrumentos más "inteligentes" y autónomos. Más aún, estos revolucionarios vehículos e instrumentos espaciales de avanzada necesitarán comunicarse con las estaciones terrenas receptoras y con otras redes de comunicaciones basadas en el espacio, a velocidades de datos mucho mayores. Además, para algunas misiones tanto los vehículos como los instrumentos espaciales deben ser de menor tamaño y operar más eficazmente.

No obstante, si bien el desarrollo de tecnologías emergentes e innovadoras es una actividad fascinante, resulta mucho más difícil diseñar equipos y componentes especializados, capaces de soportar el exigente ambiente del espacio -presión cero, temperaturas extremas y mortíferas partículas de alta energía- que diseñar "aparatos" para las aplicaciones cotidianas aquí en la Tierra. Usar por primera vez tecnologías aún no probadas en misiones de exploración espacial complejas es altamente riesgoso.

Con el propósito de identificar y seleccionar las tecnologías cruciales que deben ser validadas antes de utilizarlas en misiones de exploración de la OSS, los técnicos del programa NMP se guían por los cinco temas que componen el mapa de ruta de la Empresa de Ciencia Espacial de la NASA: exploración del sistema solar, exploración de Marte, conexión Sol-Tierra, búsqueda astronómica de los orígenes, y estructura y evolución del universo.

Los requisitos técnicos delineados en esos mapas de ruta se confrontan con las tecnologías emergentes de los "canales" nacionales correspondientes a las actividades de desarrollo tecnológico actualmente en curso. Una vez seleccionadas, estas tecnologías aún no ensayadas se prueban en las misiones de validación espacial del programa NMP.

Algunos ejemplos de las tecnologías seleccionadas para mejorar las capacidades del vehículo espacial son:

- Robótica avanzada con inteligencia artificial.

- Propulsión iónica.

- Navegación autónoma.

- Producción y uso más eficientes de la energía.

- Comunicaciones más rápidas y eficientes.

La NASA desarrolló un aparato experimental para probar en el espacio las nuevas tecnologías de robótica que podrían permitir a Estados Unidos concretar a menor costo su ambicioso programa de exploración espacial.

Por primera vez, Estados Unidos pondrá en órbita un vehículo que realizará de forma completamente autónoma una cita orbital, indicó la agencia espacial en un comunicado.

"El aparato experimental DART fue concebido con el propósito de probar las tecnologías necesarias para que un vehículo espacial pueda localizar y juntarse a otro o realizar maniobras en sus proximidades; se trata de una etapa clave para ensayar y desarrollar esas tecnologías para el programa espacial estadunidense y para definir su visión de exploración del espacio", señaló la NASA

El presidente estadunidense, George W. Bush, había anunciado en enero los planes de volver a la Luna antes de 2020 y, a más largo plazo, concretar una misión habitada a Marte, que propuso financiar con la eliminación progresiva de los programas existentes y con un uso mayor de la robótica.

El DART mide 1.82 metros de largo y 0.92 de diámetro, y pesa 363 kilogramos. Será enviado a una órbita polar de 750 kilómetros de altitud, donde podrá encontrarse de forma enteramente autónoma con un satélite militar que se desplaza a 760 kilómetros sobre la Tierra durante una misión que debería prolongarse 24 horas.

La administración Bush aspira a que DART, programa de 95 millones de dólares lanzado en 2001, sea la primera etapa de su proyecto de exploración espacial de la Luna y Marte, en la que la robótica debe jugar un papel importante al permitir reducir considerablemente las costosas misiones habitadas.

"Debemos ser capaces de transportar cargas hasta la Estación Espacial Internacional, a la Luna y a Marte en aparatos completamente robotizados", insistió Jim Snoddy, responsable de la misión DART.

La utilidad de los aparatos enteramente robotizados en la exploración espacial se ha vuelto una urgencia con el congelamiento del programa de transbordadores espaciales desde el accidente del Columbia en febrero de 2003, que obligó a la NASA a depender de los aparatos robotizados rusos para aprovisionar la estación orbital internacional.

Desde el primer encuentro orbital totalmente automático entre dos cápsulas Géminis, en 1965, el programa espacial estadunidense utilizó siempre astronautas para el acercamiento de vehículos en el espacio, para reparar satélites o aprovisionar la antigua estación orbital rusa Mir y hasta principios de 2002 la estación internacional.

En el espacio es cada día más atractivo utilizar robots. Pueden apoyar o sustituir a la gente para realizar las tareas que son demasiado peligrosas, difíciles, repetitivas, que consumen mucho tiempo o incluso son imposibles para los astronautas. Pueden ser más rápidos y precisos que las personas y pueden trabajar 24 horas al día y no se detienen para comer o dormir.

El robot más empleado en las misiones espaciales es el Rover (trotamundos). Este tipo de vehículo puede moverse alrededor de la superficie de otro planeta transportando instrumental científico. Por lo general tanto el vehículo como los instrumentos son manejados en forma autónoma.

Los diseñadores de robots se inspiran a menudo en la naturaleza. Un buen ejemplo es el impresionante Aramies/Escorpion, desarrollado por la Agencia Espacial Europea. Con sus patas y el movimiento inspirado en el mundo animal es capaz de funcionar en terreno accidentado incluso con dunas.

La NASA está intensificando los preparativos para dotar de inteligencia artificial a los robots exploradores del espacio, tras el éxito de la misión científica asignada en Marte a los vehículos Spirit y Opportunity. Y esta inteligencia artificial ya existe y se llama IDEA, que corresponde a las siglas en inglés de agentes inteligentes de ejecución instalable.

Según fuentes de la agencia espacial estadunidense, la necesidad de esa inteligencia artificial se incrementó tras el desastre del transbordador Columbia.

Un comunicado de la NASA en Internet indica que están en marcha planes para agregar "una fuerte dosis" de inteligencia artificial a los próximos exploradores robóticos para que sean capaces de tomar decisiones durante una misión.

Hasta ahora, los robots podían tomar decisiones simples, pero con la inteligencia artificial sustituirán en muchos casos a los controles de Tierra.

Los robots exploradores del espacio de la NASA se están volviendo más inteligentes, gracias en gran parte al software provisto por los humanos que hace funcionar sus mentes mecánicas.