El Instituto de Tecnología de California o Caltech desarolló un nuevo cálculo para impulsar las funciones de emergencia de las naves espaciales para diagnosticar y replicar a averías o encuentros con otros objetos en tiempo actual. Históricamente, los ingenieros abordaron la posibilidad de rotura del equipo a lado de dos maneras principales: primero, contando con un “modo seguro” en el que la nave espacial puede causarse la beocio cantidad de daño posible mientras los científicos en tierra observan los datos, hacen un dictamen y desarrollan una alternativa; y segundo, equipando a los vehículos autónomos con sistemas redundantes. Estos sistemas permiten, por ejemplo, que una nave espacial apague un propulsor defectuoso y comience a utilizar propulsores de respaldo.
Sin secuestro, pueden surgir situaciones peligrosas en el espacio sin previo aviso y con tiempo insuficiente para las comunicaciones entre el espacio y la tierra. Y aunque los sistemas redundantes fueron asaz eficaces, aumentan el compra y el peso de las naves espaciales autónomas.
Por eso se están realizando experimentos en el laboratorio de Soon-Jo Chung, profesor de la cátedra Bren de sistemas dinámicos y de control y comprobado investigador principal del JPL (Jet Propulsion Laboratory), que Caltech administra para la NASA.
Naves más baratas
Como explica uno de los supervisores de este plan, Fred Hadaegh, profesor de investigación aeroespacial en Caltech y ex director de tecnología del JPL: “Tener sistemas redundantes no siempre es práctico. Significa que la nave espacial tiene que ser más magnate, más pesada y más cara de lo que sería de otra guisa. Por lo tanto, la idea aquí es que cuando una nave espacial se encuentra con un problema, puede acechar qué es lo que no funciona y corregir o adaptarse a ese equivocación específico”.
El laboratorio de Chung alberga, entre otras cosas, una instalación vanguardia de simulación de dinámica de múltiples naves espaciales. “El simulador ocupa una gran sala con un suelo muy plano”, explica James Ragan, estudiante de doctorado en los Laboratorios Aeroespaciales de Posgrado del Instituto de Tecnología de California (Galcit) y autor principal de este estudio. “La nave espacial maniquí utiliza cojinetes de gracia para que se mueva por el suelo con una fricción casi nula. En reposo, parece flotar, y si la empujas en una dirección, seguirá avanzando hasta que golpee poco, que es como es la dinámica espacial”.
Ragan programó el simulador de la nave espacial robótica con lo que él y sus coautores llaman s-FEAST: Safe Fault Estimation via Active Sensing Tree Search (Estimación segura de fallos mediante búsqueda activa de árboles de detección). “Nuestro cálculo s-FEAST “sueña” rápidamente con numerosos futuros posibles que podrían resultar de las acciones que toma ahora”, dice Ragan en un comunicado.
“Como el sistema es ruidoso, estos futuros son inciertos. Hay múltiples resultados posibles, lo que conduce a un árbol de posibles futuros ramificados. Cada rama representa una forma posible en que podría suceder el futuro, en función de las cosas que controla la nave espacial (las acciones de prueba que selecciona) y incluso de las cosas que no controla, como las observaciones que provienen de sensores defectuosos”.
Chung agrega: “Lo renovador de nuestro método s-FEAST es que resolvemos sistemáticamente problemas de posiciones y velocidades”. Cuando detecta datos inesperados, recurre al cálculo s-FEAST, que realiza pruebas “similares a notar un dolor inesperado y se quiere acechar qué es lo que duele y cómo evitar acciones que puedan lesionarlo aún más”, explica Ragan.
Exploración más segura
El cálculo s-FEAST elabora simultáneamente una serie de posibles futuros y, de entre ellos, selecciona el curso de actividad que parece más probable para diagnosticar qué salió mal y incluso para evitar el peligro. En el caso de este maniquí, el peligro equivale a un curso de colisión con un asteroide. “La idea esencia aquí es que s-FEAST no reemplaza todas las operaciones de la nave espacial. Es su respuesta de emergencia”, explica Ragan, estudiante del doctorado.
El cálculo s-FEAST incluso se puede utilizar de forma proactiva. Supongamos que una nave espacial autónoma está a punto de emprender una actividad particularmente arriesgada o crítica para la empresa; s-FEAST puede ejecutar un ciclo de pruebas para respaldar que todos los sistemas funcionan correctamente antiguamente de esta actividad. Chung y sus coautores prevén que el método propuesto establecerá una nueva forma de hacer que la costosa exploración espacial sea más segura y rentable.