GMV lidera una ambiciosa campaña de pruebas de robótica espacial
La multinacional tecnológica GMV participa desde mediados de septiembre hasta el 15 de diciembre en las pruebas finales de los proyectos de robótica espacial enmarcados en el programa del Clúster de Investigación Estratégica (SRC) de la Comisión Europea (H2020).
El objetivo principal del SRC en Robótica espacial es crear, dentro del marco 2020-2030, las herramientas claves necesarias para consolidar la madurez tecnológica de los sistemas robóticos para misiones de servicio en órbita y de exploración planetaria. El proyecto PERASPERA que proporciona el mapa de ruta y la supervisión técnica del programa, financiado por el Programa Marco Horizonte 2020 (H2020), está siendo coordinado por la Agencia Espacial Europea (ESA) y cuenta como socios con la Agencia Espacial Italiana (Agenzia Spaziale Italiana: ASI), el Centro de Desarrollo de Tecnología Industrial de España (Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial: CDTI), el Centro de Estudios Espaciales de Francia (Centre National d’Etudes Spatiales: CNES), el Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: DLR) y la Agencia Espacial del Reino Unido (UKSA).
Las primeras actividades en la SRC se han centrado en el diseño, la fabricación y la prueba de bloques de construcción robóticos comunes de alto rendimiento para operaciones en entornos espaciales a través de seis proyectos. En las últimas y más desafiantes fases de las primera call del Clúster, los seis proyectos o bloques de construcción de tecnología se están probando con objeto de servir de base para futuras misiones orbitales y de superficie.
GMV lidera tres de estos bloques tecnológicos: ESROCOS (European Space Robotics Control and Operating System-OG1), centrado en la creación del software operativo capaz de controlar un sistema robótico espacial en todas las fases de su misión; ERGO (European Robotics Goal-Oriented Autonomous Controller-OG2), el bloque destinado a desarrollar el sistema de autonomía para planificar, programar y prever la ejecución de actividades elementales de los sistemas robóticos; y FACILITATORS (Facilities for Testing Orbital and Surface Robotics Building Blocks-OG6), relativo a proporcionar los escenarios orbitales y planetarios para el resto de proyectos, incluyendo la preparación de las instalaciones para la validación de los sistemas robóticos y organizar las campañas de pruebas.
En septiembre se llevaron a cabo los TRR (Test Readiness Reviews) de los tres proyectos, lo que marcó la finalización de las actividades de desarrollo e integración de software y el inicio de la campaña de pruebas liderada por el proyecto FACILITATORS, que validará el marco de los proyectos en escenarios representativos de robótica espacial.
El laboratorio platform-art©, escenario de validación in-orbit servicing
Durante el mes de septiembre, el ESROCOS framework fue validado en tres escenarios de referencia. El primer test, que representaba la inspección de un satélite en órbita con un brazo robótico, se realizó en el laboratorio robótico para pruebas de dinámica espacial platform-art© de GMV. El segundo escenario, que tuvo lugar en las instalaciones de ADS en Stevenage (UK), consistió en realizar pruebas con un rover marciano (Bridget). Finalmente, ESROCOS se validó en un escenario de robótica terrestre para controlar un robot diseñado para el reactor nuclear experimental de fusión ITER, utilizando el prototipo existente en las instalaciones de VTT en Tampere (Finlandia). Las actividades de validación del software se completaron con éxito, siendo el siguiente paso la aceptación final del proyecto.
Asimismo, en octubre, ERGO realizó las pruebas de campo del escenario orbital en platform-art© de GMV. Las pruebas consistieron en la reparación de un satélite artificial en órbita (target) mediante una nave de servicio (chaser) que se aproximaba al satélite con objeto de repararlo mediante un brazo robótico. El satélite a reparar estaba formado por un conjunto de cubos (Active Payload Modules, o APMs) que podían ser reemplazados en órbita. Durante las pruebas quedó demostrado que el sistema ERGO era capaz de elaborar un plan con la secuencia de operaciones a realizar con los cubos hasta obtener la configuración deseada. Asimismo, quedo demostrado que si durante las operaciones se produce un fallo, el sistema es capaz de elaborar un nuevo plan para mitigar los efectos de dicho fallo, y conseguir, en caso de ser posible, la reparación del satélite en órbita sin necesidad de intervención del operador.
El proyecto I3DS, liderado por Thales Alenia Space, también ha validado sus tecnologías en el laboratorio platform-art© de GMV, donde la suite de sensores desarrollada en este proyecto ha sido testeada en condiciones representativas de un escenario de servicio en órbita, gracias al uso de una maqueta con detalles realistas y del sistema de iluminación móvil del laboratorio que permite múltiples ángulos de iluminación; la gran precisión de los robots de la instalación permite tener una referencia con la que comparar las medidas obtenidas por los sensores del sistema I3DS y de esta forma validarlos.
La validación terrestre de las tecnologías robóticas elige el desierto de Marruecos, como terreno análogo a Marte
Finalmente, desde mediados de noviembre y hasta mediados de diciembre tendrán lugar las pruebas finales de ERGO e INFUSE (este último liderado por la empresa Belga Space Application Services) en el extremo norte del desierto de Sahara en Marruecos. En esta campaña de pruebas de campo, que está enmarcada en el proyecto FACILITATORS y coordinada por el Centro Alemán de Investigación de Inteligencia Artificial (DFKI), las tecnologías robóticas desarrolladas en el SRC se pondrán a prueba fuera de los laboratorios.
La plataforma robótica encargada para las pruebas de campo de las tecnologías desarrolladas por ambos proyectos será el Rover SherpaTT, un veterano del desierto ya que en 2016 participó con éxito en una misión espacial simulada en el desierto de Utah (EE. UU).
En el caso de ERGO, SherpaTT utilizará una pionera tecnología robótica diseñada y desarrollada para llevar a cabo una misión de larga distancia de forma totalmente autónoma. Con el objetivo de tomar una muestra de suelo en un destino remoto, el Rover recorrerá una ruta de un kilómetro de largo en el paisaje desértico marroquí caracterizado por amplias planicies, pero también por pendientes pronunciadas y gargantas. Al hacerlo tendrá que planificar su propio camino y reaccionar ante situaciones imprevistas y adaptarse a las cambiantes condiciones del terreno y superar obstáculos. Durante el trayecto, el SherpaTT dispondrá de una cámara y un sistema de reconocimiento de imágenes capaz de determinar si las rocas o el suelo de los alrededores presentan características interesantes no catalogadas previamente para su eventual caracterización y análisis. Bajo esta eventualidad, identificada como ciencia oportunista, el SHERPA.TT actuara de forma autónoma alterando con esta información su plan inicial definido por operadores humanos, con el fin de incluir en el mismo la toma de imágenes de los elementos desconocido catalogado como de posible interés (rocas, terreno, etc…). Todo este proceso permitirá una clara demostración de las capacidades decisionales del sistema ERGO.
“La fase de pruebas en entorno no controlado es clave en esta primera parte del Clúster SRC, ya que validará estas aplicaciones robóticas, que no solo sientan las futuras necesidades en exploración y explotación espacial, sino que también revelan su potencial impacto en otras áreas de robótica en tierra, como la agricultura, la automoción, la minería, la energía nuclear, o incluso en aplicaciones submarina” afirma Mariella Graziano, Directora del Segmento Espacial y Robótica de GMV Aerospace.