Los geniales R2-D2 del MIT que cambiarán radicalmente las naves espaciales

La idea de que los robots ayuden a los humanos en naves espaciales, estaciones orbitales y bases en planetas remotos es tan antigua como la ciencia ficción, pero han pasado décadas hasta que alguien ha propuesto una idea para un ‘astromech’ que realmente tenga sentido y no parezca un truco publicitario. Tanto sentido, de hecho, que podría cambiar la manera en la que diseñamos y mantenemos estos vehículos y estructuras astronáuticas, haciéndolos más seguros para sus habitantes y más resistentes a las duras condiciones del espacio. Su nombre: AstroAnt.

Actualmente, los humanos en el espacio dependen de un conjunto muy limitado de sensores colocados en su nave para controlar el estado de sus cápsulas y módulos habitacionales. Cuando un micrometeorito impacta contra su superficie a varias veces la velocidad del sonido o cuando el hardware se desgasta debido al paso del tiempo, errores o cualquier otra razón, la tripulación no siempre puede enterarse a tiempo para solucionar el problema. A veces, el daño puede repararse a tiempo. Otras veces, es difícil localizar el problema, como cuando la ISS detecta una caída de presión debido a un pequeño agujero en su casco.

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En ocasiones, no se puede reparar porque es demasiado tarde, como ocurrió en la misión del Apolo 13, cuando los tanques de oxígeno del módulo de servicio de la nave —irónicamente llamada ‘Odisea’— explotaron por una combinación de fallos técnicos, problemas de cableado y daños previos que ocurrieron durante las pruebas en tierra. Esa explosión se produjo cuando un ventilador dentro del tanque de oxígeno se encendió, provocando un cortocircuito en el cableado dañado, lo que llevó a un fallo catastrófico. En ese momento, no existía un sistema en tiempo real que pudiera monitorizar las condiciones internas de los componentes de la nave en detalle, lo que hizo imposible predecir o prevenir ese fallo específico.

Quizás, si el módulo de servicio del Odisea hubiera tenido algunos AstroAnts inspeccionando su interior, recorriendo sus tripas y pasando por la zona del tanque de oxígeno y otros componentes constantemente, habrían podido detectar señales tempranas de los daños internos o fallos de cableado usando sus sensores, cosas que eran ‘invisibles’ para la tripulación hasta que el tanque estalló. Incluso si la ruptura no hubiera sido evitable, el hecho de que los AstroAnts se movieran por la nave podría haber permitido una detección temprana de anomalías estructurales o irregularidades de temperatura antes de que ocurriera el evento catastrófico y se podrían haber tomado otras medidas antes del despegue o en órbita terrestre, evitando la aventura al borde del desastre que sucedió en los días siguientes.

Una de las AstroAnts. (Fangzheng Liu/MIT)

Aunque esto es especulación histórica, detectar problemas que pueden poner misiones que siempre son de alto riesgo es precisamente el objetivo del diseño de los AstroAnts, según me cuenta la Dra. Cody Paige, Directora de la Iniciativa de Exploración Espacial del MIT Media Lab, en una videoconferencia. Trabajando en enjambres, estos diminutos robots móviles pueden armarse con diferentes sensores para inspeccionar las superficies de las naves espaciales, monitorizar la temperatura, detectar perforaciones y hacer prácticamente cualquier cosa que puedas imaginar según la carga útil que lleven. “Fangzheng Liu está desarrollando una versión con un pequeño martillo para identificar problemas bajo la superficie,” dice.

El desarrollo del AstroAnt

Liu es el estudiante de posgrado del MIT que tuvo la idea de crear estas máquinas, algo que comenzó de la manera más extraña y tangencial imaginable, me cuenta la Dra. Paige. “Los AstroAnts comenzaron realmente con la idea de otro estudiante para un dispositivo portátil,” explica. “Eran robots diminutos diseñados para moverse sobre la superficie de la ropa.”

Esa tecnología portátil evolucionó rápidamente hacia algo con implicaciones mucho más profundas para el futuro de la humanidad. “El concepto evolucionó hacia una aplicación espacial, y Fangzheng Liu lo llevó al proyecto actual, que es el AstroAnt,” explica la Dra. Paige.

Aproximadamente del tamaño de un coche de juguete ‘Hot Wheels’, cada AstroAnt está equipado con cuatro ruedas magnéticas, lo que le permite adherirse y desplazarse por cualquier superficie metálica. Pueden ser usados en sondas y rovers en otro planeta, la Estación Espacial Internacional, una nave rumbo a la Luna o Marte, o cualquier cosa que puedas imaginar. “Siempre que haya una superficie [con capacidad] magnética, funcionará,” señala la Dra. Paige.

Un enjambre de AstroAnts. (Fangzheng Liu/MIT)

La fuerza del AstroAnt radica en su versatilidad y resistencia, producto de su naturaleza interconectada. Diseñados para trabajar juntos en enjambres, monitorizarán el estado de salud de las naves espaciales, los rovers y las estaciones espaciales, operando en conjunto para cubrir grandes áreas que serían demasiado peligrosas o llevarían demasiado tiempo para inspeccionar visualmente. “Si tuvieras un enjambre de AstroAnts que pudiera moverse por el exterior de la estación espacial y encontrar dónde ha podido impactar [un micrometeorito]... eso podría ahorrar mucho tiempo y aumentar la seguridad,” explica la Dra. Paige. Un AstroAnt en el enjambre puede encontrar rápidamente la perforación y advertir a la tripulación para que vaya a repararla si es necesario.

Las primeras versiones están diseñadas para monitorizar aspectos básicos para la integridad de la nave, como la temperatura de la superficie y su integridad estructural, de modo que los astronautas puedan estar estar al tanto de cualquier problema con su nave, haciendo las misiones más seguras y estas estructuras más eficientes, duraderas y ágiles. La alternativa, señala la Dra. Paige, sería cubrir toda la superficie de una nave con decenas de miles de sensores y kilómetros de cableado interno, algo que añadiría una complejidad extrema y un peso adicional considerable (en el espacio, nadie puede oírte gritar cuando te das cuenta de lo increíblemente caro que es enviar un kilo de cualquier cosa fuera de la Tierra).

Su primer misión real en 2025

La primera prueba de AstroAnt será en enero de 2025, cuando el pequeño robot con ruedas se dirija a la Luna a bordo del programa de Servicios de Carga Útil Lunar Comercial de la NASA, como parte de la misión IM-2 de Intuitive Machines, a bordo de un módulo de aterrizaje lunar Nova-C.

El módulo llevará el rover Plataforma de Prospección Autónoma Móvil (MAPP), construido por la empresa Lunar Outpost, con sede en Colorado. Diseñado para explorar el Polo Sur de la Luna, el rover saldrá del módulo de aterrizaje para comenzar su misión. El AstroAnt estará cómodamente aparcado en un pequeño garaje en la parte superior del rover. Una vez que el MAPP esté en movimiento, el AstroAnt saldrá de su ‘aparcamiento’ y comenzará su tarea de tomar lecturas de temperatura a lo largo de la superficie del rover. “El AstroAnt se carga en su pequeño garaje y, una vez desplegado, recogerá datos de temperatura en pequeñas áreas, creando un mapa de las condiciones térmicas del rover [pixel a pixel],” me cuenta la Dra. Paige.

Los ingenieros del MIT probando las AstroAnts en gravedad cero. (MIT)

Aunque los AstroAnts están diseñados para trabajar como robots en red dentro de grandes enjambres, solo se enviará uno debido principalmente al coste de lanzamiento. “Somos académicos, así que queremos probar uno antes de enviar toda la armada,” se ríe la Dra. Paige. Esta misión será una importante prueba de concepto, y se espera que en futuras iteraciones se utilicen enjambres completos de estas pequeñas criaturas mecánicas.

Prueba en 'la luna' de España

Liu y el resto del equipo de AstroAnt—la científica Ariel Ekblaw y el integrador de la misión del MIT Space Exploration Initiative, Sean Auffinger—probaron los AstroAnts a principios de 2024, viajando al paisaje volcánico en nuestro país. El escenario elegido fue Lanzarote por su parecido con la Luna.

Los resultados fueron prometedores, proporcionando datos cruciales sobre la capacidad del robot para maniobrar y recopilar información. Según sus pruebas, los robots no tendrán ningún problema para desplazarse por superficies metálicas, incluso con cambios de ángulo de hasta 80 grados.

La misión lunar será el momento decisivo para esta gran idea. La Dra. Paige y el equipo AstroAnt quieren que tengan éxito y no sea la única misión lunar. “Esperamos enviar algunos enjambres en el futuro donde podamos probar realmente todas las capacidades de esta tecnología.” Pronto, los robots en enjambre pueden convertirse en una parte esencial de la exploración espacial, ayudando a hacer que las misiones sean más seguras, eficientes y mucho más resilientes al hostil entorno del espacio exterior.

El gran negocio de las aplicaciones industriales

Pero hay algo más. Aunque los AstroAnts fueron diseñados con la idea de operar en el espacio, también pueden funcionar perfectamente aquí, en la Tierra. Su diseño modular en enjambre y su alta movilidad por cualquier superficie y recoveco podría convertirlos en la solución perfecta para inspeccionar lugares de difícil acceso constantemente, como el interior de máquinas industriales, grandes fábricas complejas, centrales eléctricas, motores de aviones, transformadores industriales, refinerías o cualquier otro tipo de infraestructura compleja, incluso en obras de ingeniería civil como sistemas de distribución de agua, carreteras y puentes.

Las fábricas y todo tipo de infraestructuras y maquinaria industrial puede beneficiarse de los AstroAnts. (Pixabay/Pexels/CC0)

Cualquier cosa que sea compleja, peligrosa, demasiado grande, demasiado pequeña y que necesite una vigilancia permanente será el hogar perfecto para estos enjambres de robots. La industria ya ha tomado nota, como me dice la Dra. Paige sin mencionar los nombres de las empresas: “Hay interés en usar algo como esto para lugares de difícil acceso como el interior de un motor.” Al monitorear constantemente estas instalaciones y máquinas, los robots pueden ofrecer un servicio para prevenir fallos críticos, solucionar problemas antes de que se conviertan en algo mayor y mantenerlas operando a un coste menor que se puede traducir en ahorros de miles de millones de euros e incluso vidas al evitar averías que arranquen peligrosas reacciones en cadena que pueden acabar en finales catastróficos o de costosa solución.

Ya sea en la Tierra, en órbita o en Marte, los enjambres de AstroAnts tienen realmente el potencial de cambiar fundamentalmente la forma en que diseñamos y operamos máquinas, vehículos y estructuras de cualquier tipo. Utilizando robots en enjambre en lugar de sensores fijos, todo lo que podamos imaginar puede volverse más ágil, eficiente, adaptable y mucho más barato y seguro de operar a largo plazo.