Banco de Pruebas de Autonomía de Rovers (RAT) / Crédito: Fernando Gandía/GMV

Ensayos en las mejores formas de desplazarse por la superficie lunar

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A lo largo de una campaña de pruebas de nueve días, una pareja de robots exploradores de la ESA recorrieron de día y de noche un área de apariencia lunar de Tenerife, recopilando terabytes de datos para su posterior análisis.

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ESA / Un equipo del Laboratorio de Robótica Planetaria de la ESA, con su Rover Planetario de Alto Rendimiento (HDPR), se unió a ingenieros de GMV en España, que utilizaron un segundo robot explorador de la ESA y los sistemas de control asociados, denominados Banco de Pruebas de Autonomía de Rovers (RAT), dentro del proyecto Validación y Demostración Conceptual de Escenarios Lunares (LUCID) de la ESA.

“Hasta ahora, los robots planetarios siempre se han operado durante las horas del día —explica el ingeniero robótico de la ESA Martín Azkarate—. Pero durante las misiones propuestas a las regiones polares de la Luna, las condiciones de iluminación serán más complicadas”.

Durante las misiones propuestas a las regiones polares de la Luna, las condiciones de iluminación serán más complicadas que la diurnas

“La alta latitud de estas regiones hace que el Sol siempre esté bajo en el horizonte, arrojando sombras largas y manteniendo los cráteres más profundos bajo una sombra permanente, por lo que podrían almacenar hielo de agua y otros componentes volátiles helados de interés científico”.

“Es fácil imaginar el estrés que conlleva manejar un rover de millones de euros con un joystick en la oscuridad casi total. Con LUCID, queremos encontrar las mejores formas de desplazarnos por la superficie lunar con distintos terrenos y niveles de iluminación, analizando distintos sensores y herramientas de software”.

“Así, los operadores de RAT han estado probando incrementalmente distintas opciones de sensores. Entretanto, hemos empleado todo el conjunto de sensores del veloz HDPR para recopilar datos adicionales y poder mejorar el análisis de seguimiento y llevar a cabo algunas pruebas extra”.

Los sensores en cuestión incluyen cámaras estéreo con faros nocturnos, cámaras de rango de ‘tiempo de vuelo’, sensores lídar ‘láser-radar’, unidades de medición de inercia y sensores de ruedas.

Los ensayos tuvieron lugar en el Parque Nacional del Teide, con vistas al volcán, en una zona rocosa denominada Las Minas de San José.

“No es fácil encontrar lugares apropiados como este —añade Martín—. En comparación con áreas volcánicas más rocosas en los alrededores, donde los robots no podrían desplazarse, este lugar permite maniobrar, se parece a la Luna, con arena y pequeñas piedras por encima de las rocas, y es lo bastante grande como para permitirnos efectuar recorridos de más de 13 km”.

Las pruebas comenzaron de día para asegurarse de que los rovers funcionaban bien y recopilar datos sobre el terreno, utilizando GPS y un dron para elaborar un mapa detallado con el que después comparar las observaciones del rover. En la segunda mitad de la campaña comenzaron las operaciones nocturnas.

El ligero vehículo de pruebas de la ESA, Rover Autonomy Testbed, hace un giro durante las pruebas nocturnas en Tenerife, destinado a simular el entorno de poca luz de los polos lunares. / Crédito: Fernando Gandía / GMV

El ligero vehículo de pruebas de la ESA, Rover Autonomy Testbed, hace un giro durante las pruebas nocturnas en Tenerife, destinado a simular el entorno de poca luz de los polos lunares. / Crédito: Fernando Gandía / GMV

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Los equipos también alcanzaron algunos objetivos adicionales, como la recogida de conjuntos de datos que puedan utilizarse para la comprobación posterior de los algoritmos de navegación en el laboratorio. El HDPR también fue conducido remotamente por un equipo de control desde el continente europeo.

Además, el último día de la campaña se utilizó el HDPR para probar la navegación autónoma, donde se vio que podía dirigirse y conducirse de forma independiente.

Contar con un rover autónomo más rápido se considera una tecnología necesaria para futuras misiones

“La Luna está lo bastante cerca como para llevar a cabo un control remoto directo, aunque con un leve retardo temporal —reconoce el ingeniero robótico Levin Gerdes—. Sin embargo, en el caso de Marte, la distancia lo hace imposible. Así, en los robots marcianos se cargan periódicamente los conjuntos de datos que se deben seguir”.

“En cualquier caso, se trata de un proceso lento. Contar con un rover autónomo más rápido se considera una tecnología necesaria para futuras misiones, al igual que sucede con los vehículos sin conductor en la Tierra. Pero, al carecer de carreteras, el rover tendrá que elegir su propio recorrido, primero mediante la toma de imágenes y, después, usándolas para elaborar un mapa de la zona, identificar los obstáculos y planificar una ruta hasta llegar con seguridad al objetivo asignado”.

“Hemos conseguido llevar a cabo una serie de trayectos, el más largo de más de 100 m, hasta que el rover finalmente nos informó de que no era posible llegar al destino asignado, lo que resultó ser cierto. Había algunas pendientes que eran demasiado pronunciadas para recorrerlas de forma segura”.

Vista del área de prueba de rover en el Parque Nacional de Teide de Tenerife / ESA

Vista del área de prueba de rover en el Parque Nacional de Teide en Tenerife / ESA

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El equipo GMV tiene previsto regresar a las Minas de San José este mes de septiembre para continuar con los ensayos, mientras que el Laboratorio de Robótica Planetaria de la ESA está empleando los más de tres terabytes de datos de campo para emular recorridos virtuales y otras investigaciones.

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