Resumen:
En el camino hacia la construcción de infraestructura espacial a mayor escala para la humanidad, recientemente se ha producido un hito importante. Un robot desarrollado por el Instituto de Tecnología de California y financiado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de Estados Unidos (DARPA) completó con éxito una tarea de montaje de estructuras en órbita. El equipo de investigación lo calificó como la primera vez que los humanos logran la construcción de estructuras autónomas en el espacio.
Durante mucho tiempo, enviar equipos de gran tamaño a la órbita terrestre ha enfrentado altos costos y limitaciones técnicas. Por el contrario, una solución más viable es lanzar componentes más pequeños por separado y luego ensamblarlos en órbita. Sin embargo, el montaje espacial tradicional suele requerir la participación de astronautas, y en el espacio lleno de entornos de radiación y vacío, cuanto más corto sea el tiempo de operación humana, mejor será la seguridad.
El robot que realiza esta misión forma parte del "Proyecto de montaje de reflectores de tensión espacial autónomos" (ASTRA). El objetivo del proyecto es utilizar tubos compuestos, conectores de aluminio y películas reflectantes para construir un sistema de antena reflectante en órbita con un diámetro de aproximadamente 1,4 metros. Debido al tiempo limitado de la misión, las dos secciones de la estructura de celosía se preensamblaron antes del lanzamiento, mientras que el robot es responsable de ensamblar la tercera sección de la estructura en órbita para completar la verificación clave.
Aunque el resultado final aún está lejos de ser una antena de comunicación completa, Andrew DeTore, director del "Programa de diseño eficiente, materiales y fabricación orbital y lunar novedosa" (NOM4D) de DARPA, dijo que esta demostración demostró la viabilidad de construir instalaciones a muy gran escala en el espacio en el futuro. Señaló que en el futuro los humanos esperan construir estructuras orbitales de varios kilómetros de longitud, pero la tecnología existente aún no puede lograr este objetivo.
La visión a largo plazo del programa NOM4D es enviar materias primas directamente a la órbita y completar la fabricación y el montaje en el entorno espacial. Las antenas, los equipos ópticos y los paneles solares del futuro ya no necesitarán hacer muchos compromisos para adaptarse al proceso de lanzamiento de cohetes, sino que podrán diseñarse y optimizarse específicamente para el entorno operativo espacial.
DARPA compara este modelo con un juguete de bloques de construcción. Al repetir pasos de ensamblaje relativamente simples, los robots pueden eventualmente construir grandes estructuras que son mucho más grandes que ellos mismos. El equipo del proyecto afirmó que dentro del equipo de ensamblaje automatizado, cada sección de la estructura se ensambla gradualmente a partir de piezas y luego se instala y despliega la malla reflectante una vez completado el ensamblaje. Todo el proceso no se basa en sistemas robóticos particularmente complejos o algoritmos de vanguardia, sino que permite capacidades de construcción automatizadas escalables a través de una ingeniería sólida.
Sin embargo, la actual "construcción independiente" todavía no puede separarse del apoyo del equipo de tierra. Debido a las comunicaciones orbitales limitadas, el robot sólo puede comunicarse con la Tierra durante unas pocas ventanas que duran unos 15 minutos cada día. Los ingenieros deben juzgar las condiciones in situ basándose en las fotografías enviadas por el robot, realizar pruebas de simulación utilizando el mismo equipo en tierra y luego enviar instrucciones operativas al robot en órbita después de confirmar la solución.
De hecho, esta no es la primera vez que los robots participan en la construcción espacial. Durante la construcción de la Estación Espacial Internacional, el brazo robótico canadiense Canadarm2 fue responsable del transporte y posicionamiento de grandes cabinas y equipos, ayudando a los astronautas a completar la instalación. Sin embargo, esas tareas implican principalmente unir grandes componentes que han sido fabricados en el terreno, en lugar de que los robots construyan de forma autónoma nuevas estructuras a partir de una gran cantidad de piezas pequeñas.
El campo de la fabricación espacial también se ha explorado antes. En 2014, una impresora 3D a bordo de la Estación Espacial Internacional produjo con éxito piezas de panel necesarias para el ensamblaje de su propia extrusora, lo que demuestra el potencial para la fabricación orbital y el automantenimiento de equipos. Desde entonces, la NASA ha impulsado el proyecto "Archinaut One", también conocido como OSAM-2, que prevé imprimir vigas estructurales y desplegar paneles solares en órbita, combinando la impresión 3D y la tecnología de operación robótica. Sin embargo, a pesar de ciertos resultados en la verificación en tierra, el proyecto finalmente finalizó en 2023.
Hoy, el proyecto ASTRA proporciona una importante prueba de concepto para el montaje paso a paso de estructuras de vía. Aunque esta vez el robot solo completó la construcción de una sección de la estructura de celosía, los investigadores creen que cualquier gran proyecto comienza con la instalación del primer componente. Este paso es especialmente importante en el espacio, a cientos de millones de kilómetros de distancia de la ferretería más cercana.
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