El siguiente capítulo de la exploración espacial es establecer bases permanentes en la Luna y Marte. Pero antes de enviar allí a los astronautas, hay que enviar misiones robóticas que demuestren que no hay peligro

Un equipo internacional de investigadores ha simulado en los túneles de lava de Lanzarote una misión espacial que nos permitirá encontrar el mejor emplazamiento para establecer bases humanas en la Luna. Hemos hablado con Raúl Domínguez García-Escudero, investigador español y primer autor del artículo, publicado la semana pasada en la prestigiosa revista Science Robotics, que explica los resultados del experimento.

Lanzarote es casi una réplica de la Luna en la Tierra. “Geológicamente son muy parecidas, ya que la isla canaria también está moldeada por la actividad volcánica y tiene amplias zonas de terreno donde apenas hay vegetación”, dice el investigador. En Lanzarote, como en la Luna, hay túneles de lava, unos canales subterráneos formados de manera natural por los volcanes. “Estas cuevas podrían ser un refugio perfecto contra el clima extremo del espacio, el impacto de micrometeoritos o la radiación cósmica que pueden poner en peligro las futuras bases humanas en nuestro satélite”, asegura.

Pero antes de mandar allí a nuestros astronautas, hay que comprobar que las cuevas son realmente seguras para los humanos. Estos entornos subterráneos no se pueden estudiar en profundidad desde la órbita lunar, por lo que hay que bajar y analizar su potencial inestabilidad estructural, presencia de posibles gases tóxicos o la exposición a la radiación que hay dentro.

Aquí es donde entran los robots del proyecto CoRob-X (Cooperative Robots for Extreme Environments o Robots cooperativos para entornos extremos, en español) que acaba de presentar el equipo liderado por el Centro de Innovación Robótica del Centro Alemán de Investigación en Inteligencia Artificial (DFKI), con la colaboración de instituciones como la Universidad de Málaga. Los científicos han desarrollado un pequeño enjambre de robots que colaboran juntos para explorar al detalle el interior de los tubos de lava lunares.

Domínguez García-Escudero lleva más de una década trabajando como investigador en robótica espacial para el DFKI y ha sido una pieza clave del proyecto CoRob-X. Ha sido el encargado de diseñar la arquitectura de software y simulación que permite descender un robot al túnel de lava y ha coordinado el desarrollo, la integración y los tests del software de la última fase del proyecto, la que permite la exploración robótica de la cueva.

“Lo que interesa mucho y ha interesado también a la Agencia Espacial Europea y otros grupos de investigación es el sistema de tubos de lava que hay en Lanzarote, los más grandes de Europa”, explica el investigador español “Los túneles de lava se han encontrado en la Luna, pero también en Marte y otros planetas del sistema solar, y el objetivo del proyecto era explorar uno aquí en la Tierra con un equipo de robots que forman un ecosistema. Las misiones espaciales están usando normalmente un solo robot, pero actualmente estamos buscando enviar varios con capacidades distintas para conseguir que se puedan hacer cosas que uno solo de los sistemas no podría hacer por su cuenta”.

Una brigada de topógrafos robotizados

Uno de los elementos más novedosos de este estudio, según Domínguez García-Escudero, es que el acceso al túnel de lava se hace a través de lo que llaman skylight, unas aperturas en la parte superior del túnel que se producen cuando el techo colapsa por el efecto de la gravedad.

El sistema de exploración diseñado por los investigadores está formado por tres rovers especializados: DFKI ha desarrollado y fabricado el Coyote III y el SherpaTT, mientras que Space Applications Services (en Bélgica) se ha encargado de crear LUVMI-X. Los tres robots están programados para realizar una especie de coreografía que les permite analizar los tubos de lava y adentrarse en ellos para dibujar un mapa preciso de su interior.

La misión arranca con una fase de reconocimiento colaborativo donde SherpaTT, Coyote III y LUVMI-X mapean el terreno circundante usando sus propios sistemas de cámaras y sensores especializados como si fueran una brigada de topógrafos robotizados.

SherpaTT y LUVMI-X se despliegan por zonas diferentes del skylight para crear un mapa tridimensional exhaustivo de la entrada al túnel, mientras Coyote III escudriña el subsuelo con un radar de penetración terrestre para detectar las estructuras tubulares ocultas bajo la superficie.

“Primero se estudia la zona exterior y luego una vez que llegan los rovers se define el área a explorar”, explica el investigador “Los robots tienen una lista de puntos que tienen que estudiar y van autónomamente analizándolos uno a uno y planeando cómo llegar al siguiente punto usando técnicas de path planning. Una vez registrados todos los datos se realiza el mapa tomando imágenes con las cámaras que llevan incorporadas”.

En la segunda fase, el LUVMI-X lanza un cubo sensor al interior del skylight que analiza la geometría del agujero y traza las mejores rutas de descenso. Una vez localizada la mejor manera de entrar, Coyote III se conecta a un cable desplegado por SherpaTT llamado Sistema de Gestión de Cables y Acoplamiento y desciende haciendo rapel por al agujero como si fuera un alpinista, pero a una velocidad de cinco centímetros por segundo.

Cuando Coyote III ha llegado al suelo de la cueva, se desconecta para explorar autónomamente las cavernas usando cámaras Tof (time-of-flight, o tiempo de vuelo)que crean mapas de nubes de puntos del terreno subterráneo, regresando periódicamente a su punto de anclaje para recargar baterías y transmitir datos a la superficie a través del cordón umbilical que lo conecta con SherpaTT.

“Los mapas locales los van generando los robots, pero luego el mapa conjunto de todas las partes de los mapas se hace desde la Tierra”, dice el investigador. “No es necesario que los robots hagan todo el procesamiento, los algoritmos son muy pesados de computar y, por su por seguridad y por, sobre todo, por los costes, es más sencillo hacerlo desde la Tierra. Así que optamos por hacer autónomas solo las partes que fueran necesarias. Los robots en cualquier momento pueden decir ‘vale, pues aquí hay un obstáculo que no se ve en las imágenes satelitales’, y es más eficiente que sean ellos mismos los que se busquen las vueltas para evitarlo”.

El siguiente paso, la Luna

La prueba de Lanzarote ha sido el test final del proyecto CoRob-X. Los robots lograron realizar todas las fases programadas sin problemas, demostrando que el plan del equipo para explorar el interior de los túneles de lava funciona.

“Las cuevas de lava tienen una superficie muy irregular, hay partes en las que son más arenosas, otras en las que tienes rocas sin consolidar, es decir, que son rocas, pero que al navegar y mover las ruedas sobre ellas se van moviendo y luego hay partes de roca consolidada que son además muy muy ásperas y pueden dañar el sistema”, asegura el investigador.

Sin embargo, Domínguez García-Escudero reconoce que todavía necesitan afinar algunas cosas antes de mandar a estos robots al espacio. El investigador asegura que durante la prueba se produjeron interferencias esporádicas entre las dos cámaras Tof del Coyote III que interrumpieron el procesamiento del mapeo en tiempo real, obligando al equipo a procesar los datos de los sensores después de terminada la misión.

“La parte de acceder a todas las zonas del tubo con este robot fue un éxito. Pudimos manejarlo por todo el tubo. Pero en la parte de mapeo, hubo el factor limitante de la cámara que nos permitió hacer solo una parte”, dice el investigador del DFKI. “La parte del rapel también hay que mejorarla porque el interfaz electromecánico que conecta el cable que se usa para bajar y subir y permite las comunicaciones y carga del rover puede verse dañado por el regolito lunar, el polvo que cubre la superficie de nuestro satélite. Y por último, está la parte de la navegación autónoma dentro de dentro de la cueva, esa es un área en la que todavía estamos perfeccionando”.

Fuente: elconfidencial.com