Los tubos de lava en la luna son de gran interés científico cuando se trata de encontrar áreas adecuadas para misiones a largo plazo, de manera que se localice agua, protección o temperaturas estables. Para investigar su potencial con vistas a la exploración espacial futura, los equipos de robots deben tener capacidad para adentrarse en estas cuevas. Y ese es el objetivo del proyecto ‘CoRob-X’, un consorcio europeo liderado por el DFKI (Centro alemán de investigación de inteligencia artificial), que ha empezado a investigar la manera en que dichos robots autónomos pueden hacer rappel en un túnel e inspeccionarlo.

Recreación del escenario de la misión en el tragaluz de un tubo de lava, con los tres sistemas de robots. Foto cedida por DFKI, Grafik; Finn Lichtenberg

La Universidad de Málaga, a través del Laboratorio de Robótica Espacial del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática, participa en este proyecto junto a otras instituciones como la española GMV Aerospace and Defence, el ‘Laboratoire Atmostphères, Milieux Observations Spatiales’ (LATMOS), Magellium SAS (Francia), Sintef AS (Noruega) y Airbus Defence and Space GmbH, de Alemania.

Según explica el profesor Carlos Pérez del Pulgar, el trabajo de la UMA se centra en la autonomía de los vehículos: planificar el recorrido que realiza el ‘rover’ autónomo hasta llegar al lugar en el que arranca el tubo de lava y evitar que se encuentre obstáculos en su camino o que sea capaz de esquivarlos. También se encarga del movimiento de una pequeña grúa que porta el robot y que posibilita que otro vehículo más pequeño se adentre en el tubo.

Experiencia en exploración planetaria

El equipo de investigación de la Universidad de Málaga que participa en este proyecto –integrado por el profesor Pérez del Pulgar, el estudiante de Doctorado Gonzalo Paz Delgado y el catedrático Alfonso García Cerezo- ya tiene experiencia en exploración planetaria, puesto que desde hace cuatro años ha trabajado para la Agencia Espacial Europea (ESA) en el desarrollo de algoritmos para la planificación de caminos en vehículos (rovers) y también desarrollaron el control de un brazo articulado para que el citado vehículo pudiera recoger muestras sobre el terreno.

Por lo que se refiere al contenido del proyecto ‘CoRob-X’, este pasa por realizar una misión análoga en tierra (las islas Canarias), en la que los equipos inspeccionan conjuntamente un tubo de lava empleando nuevas tecnologías de la investigación aeroespacial europea. La UE financia el trabajo con tres millones de euros.

El trabajo en equipo es la idea fundamental del CoRob-X. Si bien las misiones espaciales actuales todavía cuentan con sistemas únicos, como el rover Perseverance de la NASA, los escenarios futuros involucrarán a equipos de robots autónomos para explorar las superficies de la luna y Marte, e incluso cuevas bajo tierra.

Se tratará de misiones de larga duración, por lo que las zonas extremas, como los cráteres y los tubos de lava de la luna, son de especial interés, ya que evitan riesgos a los humanos al poder proteger contra la radiación, los meteoritos y los cambios de temperatura. Incluso pueden ofrecer agua helada como recurso. Por eso, antes de que una misión tripulada a las profundidades del satélite terrestre se realice, estas áreas deben ser investigadas por robots autónomos.

Tres robots, un equipo

El trabajo “Robots cooperativos para entornos extremos” representa uno de los proyectos finales del cluster en Investigación Estratégica (SRC) enfocado en “Space Robotics Technologies”, que combina varios proyectos de investigación para la industria aeroespacial europea y que fueron financiados por el programa H2020. Por esta razón, el enfoque de “CoRob-X”, que comenzó oficialmente el 1 de marzo de 2021, radica en la prueba y validación de tecnologías que se desarrollaron en el SRC y están destinadas a ser empleadas en misiones espaciales europeas.

El trabajo de la UMA se centra en la autonomía de los vehículos.

La exploración de tubos de lava es un escenario realista, ya que estas cuevas en la luna podrían ser clave para misiones a largo plazo o incluso hábitats humanos. “CoRob-X” tiene como objetivo demostrar la viabilidad de tal exploración mediante tres sistemas de robots autónomos que utilizan tecnologías SRC en una misión analógica en las Islas Canarias

El escenario de la misión involucra dos sistemas del DFKI Robotics Innovation Center (RIC) en Bremen, así como un robot de la empresa belga Space Applications NV / SA.

A diferencia de los ‘rovers’ que se utilizan actualmente en el espacio, estos sistemas pueden tomar sus propias decisiones gracias a la Inteligencia Artificial, que ofrece muchas ventajas en comparación con un control remoto por humanos en la Tierra: Los robots espaciales autónomos pueden reaccionar inmediatamente a su entorno, incluir nuevos datos en planificar su misión y compensar los errores más rápidamente. Finalmente, el trabajo en equipo es crucial para la exploración de entornos extremos como un tubo de lava, ya sea en la luna o en Canarias.

Rappel, exploración y transmisión de datos de sensores

En la misión, un robot de exploración autónomo entrará en rappel en una cueva y será elevado de nuevo. El escenario prevé tres rovers autónomos, SherpaTT y Coyote del DFKI, así como el robot LUVMI de Aplicaciones Espaciales de Bélgica, que exploran conjuntamente la entrada de una cueva y recopilan y comparten información preliminar mediante un cubo sensor que LUVMI arroja al llamado «claraboya».

Con estos datos, los sistemas determinan un punto de entrada adecuado en el que el vehículo SherpaTT permitirá hacer rappel al robot Coyote, entrando en la cueva. Una vez alcanzado el suelo, Coyote se desacoplará del mecanismo de rappel, explorará la cueva y finalmente regresará a la estación de atraque para transmitir los datos y ser recogido por SherpaTT.

La prueba de campo para la validación de las tecnologías SRC está programada para principios de 2023. Hasta entonces, la tarea es definir los detalles y requisitos de la misión, implementar las tecnologías en los sistemas y considerar posibles cuestiones de seguridad y protección. Simultáneamente, la empresa GMV Aerospace and Defence SA y la Fundación Santa Bárbara realizarán otra prueba de campo en una mina del norte de España, en la que se probarán las mismas tecnologías para la exploración de pozos. En esta prueba de campo se pone en marcha un rover y un dron de la empresa española GMV.