A GMV testa com êxito um robô para a montagem e manutenção de estruturas em órbita terrestre

A multinacional tecnológica GMV concluiu os testes de validação em terra de um robô espacial para montagem de estruturas em órbita terrestre no âmbito do projeto MIRROR (Multi-arm Installation Robot for Readying ORUS and Reflectors) da Agência Espacial Europeia (ESA). Os testes tiveram lugar nas instalações da GMV em Tres Cantos (Madrid), no Platform-art^®, laboratório robótico da GMV que permite simular algumas das condições que o robô encontrará em futuras missões espaciais.

A robótica espacial foi identificada pelos principais atores espaciais europeus e mundiais como uma tecnologia-chave para o futuro do setor. Tanto a Agência Espacial Europeia (ESA) como a Comissão Europeia (CE) estão a financiar inúmeros desenvolvimentos relacionados com tecnologias de robótica orbital, tendo em vista a criação de um ecossistema de foguetes, logística orbital e complexos sistemas robóticos que permitam a presença e sucessiva exploração do espaço de forma limpa e sustentável no tempo.

A GMV desenvolve sistemas e tecnologia para estas aplicações espaciais, entre outras. Um exemplo são os sistemas robóticos para serviço em órbita, cujo objetivo é reparar, manter, melhorar ou reabastecer satélites no espaço para prolongar a sua vida útil, montar novas plataformas orbitais de grande tamanho como antenas, pomares solares espaciais ou telescópios, ou retirar satélites no final da sua vida útil para evitar a acumulação de perigoso lixo espacial em redor da Terra.

Neste contexto, e no âmbito do projeto MIRROR liderado pela GMV para a ESA, a GMV desenvolveu e testou uma plataforma robótica de última geração, um robô autónomo com três braços que utiliza para manipular e montar módulos estruturais e para caminhar pela estrutura que está a montar. Este número de braços permite-lhe deslocar-se com dois deles enquanto utiliza o terceiro para transportar um módulo até ao seu ponto de montagem. Esta característica única irá permitir-lhe montar grandes estruturas, sem limitações de tamanho. Para realizar estas operações, MIRROR conta com um preciso sistema visual composto por câmaras instaladas perto das garras em cada um dos braços e algoritmos de processamento de imagem. As suas três garras permitem não apenas manipular módulos e caminhar, mas também receber energia, comunicar e usar ferramentas para montagem (similares a chaves de fenda, por exemplo).

Todas estas características fazem do MIRROR um sistema muito versátil, capaz de abrir a porta a novas aplicações nas quais há um crescente interesse por parte das principais agências espaciais e da indústria aeroespacial, mas que até agora não tinham sido possíveis, nem técnica nem economicamente. Uma destas aplicações é a geração de eletricidade em órbita para uso em terra mediante painéis solares fotovoltaicos. Estas estações teriam um tamanho aproximado de um quilómetro, produziriam eletricidade de maneira contínua 24 horas por dia e transmitiriam a eletricidade gerada por micro-ondas para uma antena recetora de grande tamanho instalada em terra.

Outra aplicação em que há um grande interesse são os telescópios de grande tamanho para investigação do cosmos, cujas prestações aumentariam muito ao aumentar o seu tamanho para as dezenas de metros. A criação de grandes plataformas orbitais, nas quais os operadores de telecomunicações possam instalar e manter facilmente os seus equipamentos são outra aplicação na qual há um interesse crescente.    

Numa primeira tarefa do projeto MIRROR foram definidas as características da estrutura a montar (o refletor de um telescópio como primeiro caso de utilização), assim como os requisitos funcionais dos componentes, os seus requisitos operativos e de teste. Posteriormente, a GMV e as suas empresas colaboradoras, entre as quais a Italiana LEONARDO, concebeu o braço MIRROR capaz de cumprir os requisitos propostos, em particular a mobilidade, a capacidade para transportar módulos e a precisão de montagem. Para isso foi necessária uma evolução de todos os subsistemas envolvidos: atuadores, sistema de potência, garras, assim como a execução de várias simulações para garantir que o robô seja capaz de lidar com módulos de tamanho suficiente (cerca de 1,2 metros). Para além disso, a GMV desenvolveu um avançado subsistema semiautónomo de controlo com o objetivo de automatizar todo o processo de montagem. O objetivo principal do sistema de controlo é garantir que o robô se possa mover e consiga montar módulos apesar da incerteza na posição dos pontos a agarrar e até detetar as falhas que possam ocorrer e tornar a tentar as operações em caso de falha. O projeto inclui modelos da estrutura a montar nos testes, assim como um centro de controlo com o qual é possível comandar o robô usando diferentes níveis de autonomia (desde a teleoperação até ao envio de comandos autónomos como, por exemplo, montar um módulo num ponto determinado da estrutura).

Atualmente, a GMV concluiu os testes de validação com o demonstrador no seu laboratório robótico, Platform-art^®, no qual se simulam as condições de iluminação em órbita. Este laboratório conta também com equipamentos que permitem simular parcialmente as condições de ausência de gravidade. Os testes foram concluídos com êxito, demonstrando que o conceito é viável, o que permitiria iniciar uma nova fase de desenvolvimento para demonstrar as mesmas operações em testes reais em órbita terrestre.

Para além do projeto MIRROR, a GMV é líder de outros projetos de robótica espacial no âmbito da ESA, como o European Moon Rover System, RAPID ou da Comissão Europeia (PERASPERA): desenvolvimento do sistema operativo para o controlo de robots espaciais (projeto ESROCOS) ou do sistema de autonomia ou inteligência artificial (projeto ERGO).

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