Los nuevos rovers de la NASA serán una flota de robots móviles que trabajarán juntos

El robot explorador plegable plano autónomo emergente (A-PUFFER) fue una campaña de la NASA para ayudar a desarrollar robots para explorar regiones de la luna. Su tecnología ahora se está utilizando en un proyecto de seguimiento llamado CADRE. NASA/JPL

La NASA está explorando un concepto para una nueva flota de mini-rovers que pueden trabajar juntos para resolver problemas y tomar decisiones como una unidad. Si uno falla o se atasca en algún lugar, los demás podrían continuar sin él.

Como parte del proyecto de exploración robótica distribuida autónoma cooperativa (CADRE), los ingenieros de la NASA están diseñando robots móviles compactos del tamaño de una caja de zapatos (a modo de comparación, Perseverancia es del tamaño de un pequeño SUV) para explorar de forma autónoma la luna y otros planetas. Estos rovers operarán como un grupo para recopilar datos en lugares de difícil acceso como cráteres y cuevas.

En una misión de demostración que se espera para los próximos años, los mini-rovers de CADRE explorarán los enormes tubos de lava de la luna, áreas donde la capa superior del suelo se ha solidificado, pero la lava todavía fluye por debajo. CADRE hará el viaje en un módulo de aterrizaje antes de ser expulsado a la superficie de la luna.

La idea allí es que [si] tenemos dos o tres rovers que podríamos enviar, uno de ellos podría potencialmente caer en un tubo de lava, dice Alex Schepelman, ingeniero de robótica y modelado computacional en el Centro de Investigación Glenn de la NASA. Y básicamente sabríamos que ese rover tendría dificultades para volver a salir.

Aunque no se esperaría que el rover regresara a la superficie, dice Schepelmann, aún podría transmitir información a los otros miembros de su grupo. Mientras los rovers pudieran comunicarse entre sí, la misión podría continuar.

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A bordo, cada rover llevará una pequeña computadora, una radio inalámbrica y una cámara estéreo para capturar imágenes en 3D. Si bien ninguno de ellos por sí solo podrá recopilar tantos datos como lo haría uno más grande, implementar varios a la vez podría reducir el riesgo de una falla catastrófica en la misión.

CADRE fue desarrollado dentro del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en California y probado por investigadores en el Laboratorio de Operaciones Lunares Simuladas (SLOPE) en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland. SLOPE es el mismo laboratorio que probó VIPER (Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), un robot móvil que se lanzará en noviembre de 2023 y buscará agua congelada en la luna.

Uno de los objetivos del proyecto es evitar que se repita lo que le sucedió al rover de Marte de la NASA, Spirit, en 2009, lo que es una pesadilla para los entusiastas de la exploración espacial.

Uno de los dos rovers gemelos enviados a lados opuestos de Marte en 2004, Spirit entregó algunas de las vistas más detalladas del Planeta Rojo que la humanidad haya visto jamás. Pero cinco años después de su misión, las ruedas de Spirit se atascaron en la suave arena marciana. Los ingenieros de la NASA trabajaron durante ocho meses para que se moviera, pero después de varios intentos fallidos, Spirit finalmente quedó relegado al servicio como una plataforma científica estacionaria.

Para asegurarse de que los nuevos rovers no se atasquen, SLOPE simula los terrenos únicos en los que deben navegar, desde el suelo polvoriento de la luna hasta la superficie rocosa de Marte. Los investigadores utilizan tecnología de captura de movimiento que involucra un par de cámaras estéreo para crear miles de imágenes en 3D que se usan para medir la velocidad de cada rover y el movimiento de sus neumáticos, ayudándolos a predecir cómo podría reaccionar el suelo.

Este sistema nos permite caracterizar realmente el rendimiento de la tracción, dice Schepelmann. Podemos medir básicamente cómo se mueve cada parte del robot.

Wolfgang Fink , profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática en la Universidad de Arizona que estudia sistemas de exploración autónomos, dice que aunque los rovers como Curiosity y Perseverance tenían una autonomía limitada, el cambio a la autonomía total a través de proyectos como CADRE permitirá a la humanidad explorar áreas que tal vez nunca de lo contrario alcanzar.

En promedio, la comunicación tarda solo unos segundos en viajar entre la Tierra y la Luna, pero ese tiempo se extiende a minutos si el mensaje tiene que viajar desde Marte. Tan lejos como Titán, la luna más grande de Saturno, la comunicación entre el control de la misión y cualquier módulo de aterrizaje o rover llevaría horas, lo que significa que cualquier problema imprevisto podría poner en peligro toda la misión. Cuanto más lejos de casa deseemos explorar, más importará la autonomía.

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