El equipo de Hera y la contribución del GNC

Escribo este artículo desde el aeropuerto de Fráncfort, de regreso del último viaje de negocios a ESOC, donde ayer se ha ejecutado con éxito la primera maniobra en el espacio profundo de la misión Hera, inyectando la nave en su trayectoria interplanetaria. Esto marca el final de la llamada "Fase de puesta en marcha en órbita cercana a la Tierra", pero quizá sea mejor empezar por el principio. 

El concepto de la misión Hera nació a principios de la década de 2000 y cambió varias veces de nombre durante su evolución, pero finalmente, en el Consejo Ministerial de 2019, se aprobó esta desafiante misión y se inició su fase de ejecución. El principal objetivo de la misión está relacionado con la defensa planetaria, y en concreto se trata de investigar la técnica del impactador cinético. Hera se acercará al sistema binario de asteroides llamado Didymos y estudiará el efecto del impacto de la nave espacial DART (de la NASA) en la luna del sistema. El objetivo es comprender cómo defender la Tierra, en caso de que vuelva a ocurrir lo mismo que a los dinosaurios. Para lograr su objetivo principal, Hera necesitaba un sistema de guiado, navegación y control (GNC) autónomo de última generación, que permitiera sus operaciones de proximidad en un entorno hostil, lejos de la Tierra y con un campo gravitatorio desconocido y difícilmente predecible. 

4 años fue el tiempo que tuvieron la industria y la ESA para diseñar, desarrollar, construir y probar una nueva nave espacial, con tecnologías totalmente nuevas, especialmente relacionadas con el GNC. Dentro de GMV, se creó un equipo que desarrolló nuevos estándares, nuevos procesos y una nueva forma ágil de trabajar... todo ello, mientras se realizaba el desarrollo normal del subsistema GNC. ¿Has oído alguna vez la expresión "construir un avión mientras vuela"? A pesar de la falta de confianza del mundo exterior, el equipo de GMV consiguió desarrollar y entregar un producto excelente, por lo que se llegó al verano de 2024 orgullosos de lo conseguido y convencidos de que la aventura había terminado... ¡pero solo era el principio!

De acuerdo con el contrato, GMV debía dar soporte a lo que se denomina LEOP y NECP ("fase de lanzamiento y órbita temprana" y "fase de puesta en marcha en órbita cercana a la Tierra"). La duración de LEOP es muy limitada, en el caso de Hera solo 3 días, y el objetivo principal de esta fase es tener el primer contacto con la nave espacial tras el lanzamiento, comprobando que todas sus unidades primarias funcionan correctamente. Durante esta fase, hay vigilancia las 24 horas del día desde tierra, ya que el equipo de Hera debe ser capaz de reaccionar rápidamente ante cualquier posible anomalía. Habrás notado que me he referido al equipo Hera, mientras que antes solo mencionaba al equipo GMV. Aún no tengo del todo claro cuándo ocurrió, y lo más probable es que empezara incluso antes del verano de 2024, pero de alguna manera la ESA y la industria crearon un equipo unificado, rompiendo todos los muros de las interfaces estándar. Todos teníamos el mismo propósito: desafiar las reglas de las normas del "viejo espacio" (por ejemplo, tiempo de desarrollo, coste) para hacer realidad el milagro de Hera. Este concepto me quedó cada vez más claro durante las simulaciones LEOP. A partir de junio, el equipo Hera viajó varias veces al ESOC (Centro Europeo de Operaciones Espaciales) para simular el escenario LEOP y, por supuesto, la simulación fue muy realista, llena de fallos que fueron inyectados por los responsables del SIM para entrenar nuestras habilidades de detección y resolución de problemas. Estábamos preparados para LEOP y, lo que es más importante, creamos y consolidamos un equipo en el que nos conocíamos, conocíamos nuestras habilidades y nuestros límites, y confiábamos en la capacidad de este equipo unificado, el equipo Hera.

Finalmente, nos acercamos al 7 de octubre de 2024, el día del lanzamiento, pero parece que una fuerza mayor no quería que Hera volara. La nave espacial estaba lista en Cabo Cañaveral (Florida), pero el lanzador Falcon 9, tras una secuencia increíblemente larga de lanzamientos con éxito, se quedó en tierra por un problema. Unos días antes de la fecha nominal de lanzamiento, la FAA permitió el lanzamiento de Hera y aún recuerdo las caras del equipo, con enormes sonrisas pintadas como si fuera una señal de que por fin íbamos a hacerlo de verdad. Pero las sonrisas no duraron mucho, ya que un huracán llamado Milton se estaba formando en las proximidades del puerto espacial, ¡y habría sido enorme! El huracán habría llegado unos días más tarde, pero las condiciones meteorológicas ya eran prohibitivas, de modo que el día anterior al lanzamiento teníamos un 85 % de posibilidades de que no se produjera.

El 7 de octubre un amigo me dijo que las posibilidades de ganar la lotería son del 50 %, ya que solo hay 2 resultados posibles: ganar o perder. Se lo dije al equipo la mañana del lanzamiento, porque un 50 % sonaba mucho mejor que un 15 %. Entonces ocurrió algo... la misma fuerza que parecía haber destinado a Hera a tierra, cambió de opinión y poco a poco las posibilidades empezaron a elevarse unas horas antes del despegue nominal. 15 se convirtió en 20, que se convirtió en 30, entonces el "dudoso" enfoque estático de mi amigo era aplicable, y sin siquiera darse cuenta, a las 16:52 y 11 segundos... Se lanzó Hera. La misma fecha que se fijó varios meses antes, con 1 día de adelanto sobre el calendario previsto en el contrato firmado en 2020. Destacar también el apoyo de la gente de GMV que viajó a Florida para presenciar el lanzamiento, y de todo el equipo de GMV que fue esencial para el desarrollo de GNC, que estuvo asistiendo en directo en una videoconferencia desde España, Rumanía y Portugal.

Comenzó la LEOP. Tuvimos adquisición nominal de señal, y aparte de algunas falsas alarmas y algunos ajustes que tuvimos que realizar, una a una todas las unidades se despertaron, estiraron los brazos, ¡y empezaron a comportarse perfectamente! La nave permaneció algunas horas en lo que se denomina "Modo de supervivencia GNC", con el conjunto mínimo de unidades GNC en el bucle. Después se han utilizado unidades más avanzadas y complejas, como el Star Tracker y las Momentum Control Wheels. Todo fue nominal, y nos adelantamos tanto al calendario que también incluimos actividades adicionales, como disparar cada propulsor, uno por uno, comprobando su comportamiento y también la reacción de la nave espacial a su acción (los temidos modos flexibles). La LEOP terminó, no con una explosión, sino con un quejido... con una voz conmovida que decía "La LEOP ha terminado y ha sido un éxito". Fui consciente pocas horas después en el hotel, y me alegro, ya que habría sido bastante vergonzoso que todo el mundo viese todo lo que lloré. Una de las LEOP más suaves de todos los tiempos, sin que ocurriera ningún problema importante... ni siquiera en las simulaciones existió nunca un escenario tan suave. Y ese es el momento en que empecé a tener mis dudas... ¿Conoces Matrix? Pero no me importa. Si esto es un sueño, por favor, no me despiertes.

Recuerdo mi primer año de universidad en Forlì, Bolonia. Conseguí aprobar todos los exámenes con las notas más altas, pero quedaba este último... Ya estaba muy contento, pero pensé que este podría ser el broche final perfecto, la guinda del pastel. En julio de 2007 hice ese examen, y el jueves 10 de octubre de 2024 Hera hizo historia, demostrando en vuelo la tecnología de navegación autónoma basada en visión más avanzada jamás desarrollada en una misión de la ESA. La LEOP había terminado, pero cuando se crea un equipo tan poderoso, hay que esperar lo inesperado. A partir de una idea de la ESA empezamos a trabajar en la adaptación de la tecnología autónoma Hera GNC (que debía utilizarse en el asteroide Didymos) para un escenario Tierra-Luna. El único propósito era su validación, pero el problema es que la adaptación del escenario no era fácil, y teníamos otras prioridades en los meses previos al lanzamiento. Por no mencionar que la velocidad relativa de Hera con respecto a la Tierra era tal, que este ensayo solo podría haberse realizado 1 o 2 días después de la LEOP, donde esperábamos tener problemas mucho mayores que probar una nueva tecnología. A pesar de todo, esa noche ocurrió... y fue mágica. El ensayo debía planificarse previamente durante un pasaje nocturno de comunicaciones, sin nadie en la consola, pero esa noche, la Sala de Control Dedicada estaba abarrotada de gente de la industria, controladores de naves espaciales, expertos en dinámica de vuelo. La emoción cuando por fin vimos la primera imagen de la Tierra desde la cámara Hera y tuvimos la prueba de que había sido utilizada con éxito por sus algoritmos autónomos... no se puede explicar con palabras, pero eso... fue la guinda del pastel.

Ahora volvemos al principio de este artículo, la etapa final de estos primeros días en órbita, la maniobra en el espacio profundo. Con esta operación que cierra el NECP, Hera, con sus propios propulsores, tuvo que disparar durante casi 2 horas para situarse en una nueva trayectoria que la llevará a Marte en marzo de 2025. Tras aprovechar su empuje gravitatorio, se dirigirá hacia Didymos, para lo que se espera sea una fase muy emocionante de operaciones de aproximación a los asteroides.

Ayer, alguien me preguntó si, mirando hacia atrás, puedo decir que valió la pena... todo el trabajo, todo el compromiso personal, todo el sufrimiento y las luchas. Por fin puedo sonreír y decir que sí. Ha merecido la pena poder contribuir a esta asombrosa obra de ingeniería que ahora vuela al espacio profundo... ha merecido la pena tener la oportunidad de formar parte del equipo Hera.

Autor: Andrea Pellacani