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Mtra. Verenise Sánchez Correa (UCC-ICN) | El proyecto COLMENA, diseñado y desarrollado orgullosamente en el Instituto de Ciencias Nucleares (ICN), de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), ya se encuentra en Estados Unidos y ya pasó las últimas pruebas antes de que se realice el despegue programado para el 8 de enero de 2024, rumbo a la primera misión lunar de México y América Latina.
El anuncio de la NASA, ¡próximos al despegue!
Hace unas semanas, el doctor Gustavo Medina Tanco, investigador del ICN, y su equipo realizaron los últimos ajustes del software de COLMENA antes de que la nave espacial Peregrine (de la empresa estadounidense Astrobotic), comenzara el proceso de carga de combustible previamente a ser incorporada al cohete Vulcan Centaur, de la United Launch Alliance (ULA).
El módulo Peregrine, de la empresa Astrobotic, encapsulado para viajar en el cohete Vulcan Centaur de la United Launch Alliance
El origen de COLMENA
En este proyecto, que tiene como objetivo estudiar el suelo de la Luna y probar diferentes conceptos y estrategias para micro-robótica espacial, participaron alrededor de 250 alumnos de licenciatura, maestría y doctorado de diversas disciplinas como ingeniería, astronomía, matemáticas, actuaría, química, geofísica, geología, psicología y diseño industrial.
El equipo de estudiantes estuvo comandado por el investigador Gustavo Medina Tanco, quien tuvo la visión de imitar a la naturaleza especialmente a los insectos, seres que individualmente no son inteligentes, versátiles o poderosos, no obstante, su fortaleza está en el número de individuos y en el trabajo de forma colectiva: “Cuando tienes seres relativamente simples que trabajan en forma colectiva, y que de manera grupal tiene capacidades que uno sólo no tiene, se obtienen grandes resultados. Hay que recordar que las grandes transformaciones que han sucedido a lo largo de la historia han sido realizadas por ese tipo de entidades que trabajan de manera colectiva”.
La misión de LINX está enfocada, también, en la formación de personal capacitado para las misiones espaciales del futuro
Con esta filosofía, el especialista en tecnología espacial diseñó y desarrolló cinco pequeños robots de tan sólo diez centímetros de diámetro y cuatro de altura con un peso cada uno de tan sólo 57 gramos. Para hacer este tipo de mini robots se realizó mucha innovación, principalmente en procedimientos y estrategias de construcción, en diseño y en resolución de problemas, indicó Medina Tanco.
Sin margen a errores
Lograr participar en esta misión no fue sencillo; la nave espacial sólo lleva 20 cargas útiles o proyectos, los cuales en su gran mayoría son de la NASA. También hay una de Japón, otra de la agencia espacial alemana y COLMENA, que es el único proyecto de México y de América Latina.
Pero para que esto se lograra se tuvo que comprobar que los robots diseñados en Laboratorio de Instrumentación Espacial (LINX), del ICN, cumplían con todas las medidas de seguridad.
Acoplamiento del sistema de despliegue de COLMENA al módulo Peregrine
Así, estos cinco pequeños dispositivos que integran COLMENA tuvieron que pasar por decenas de pruebas de vibración, resistencia, térmicas, ciclado térmico, vacío y electrónica, primero de manera individual y posteriormente de manera colectiva con las demás cargas útiles: “Se han hecho muchísimas pruebas, a medida que íbamos construyendo cada uno de los dispositivos de COLMENA, los íbamos sometiendo a una serie de pruebas tales como las térmicas y de choque térmico”, señaló Medina Tanco.
Los cinco microrobots viajeros: inicio de un viaje continuo de desarrollo tecnocientífico, aprendizaje sistémico, colaboración internacional y oportunidades
Lo que se hizo fue llevar los dispositivos a temperaturas extremas, que son a las que se van a enfrentar en el viaje a la Luna y en su estancia allá: “En el laboratorio metimos los robots en nitrógeno líquido a menos 170 grados y luego de golpe los metimos en aceite caliente a 150 grados”.
El sistema de despliegue de COLMENA, con los cinco viajeros en su interior
Crónica de un despegue anunciado
Además de las pruebas que se han tenido que hacer en el laboratorio, COLMENA ha visitado diversos laboratorios de Estados Unidos para someterse a múltiples pruebas y en todas ellas ha salido bien.
Por ejemplo, en noviembre de 2021 se llevó a COLMENA a medir en la “caja” o catapulta que la resguardará a lo largo del viaje. Después se hicieron algunas pruebas de integración: “Ya con la nave espacial semi construida, en 2022 fuimos a realizar pruebas de comunicación con la nave semi construida. Después de que ya estaba completamente construida, se volvieron hacer pruebas de navegación y electrónica”, subrayó el investigador del ICN.
Posteriormente, se empaquetó toda la nave y se mandó a una empresa en Nueva York para que realizara las pruebas de vibración y choques, simulando los movimientos a los que se enfrentará toda la nave durante el lanzamiento y el alunizaje: “En la primera quincena de diciembre del año pasado (2022) se realizaron todas esas pruebas de vibración y de choques como si estuvieran dentro del cohete para verificar que nada se rompiera. Todas las cargas útiles, incluida COLMENA, pasaron las pruebas satisfactoriamente”.
Pese a que eran vacaciones de fin de año, el trabajo no paró: en la segunda mitad de diciembre se realizó las pruebas de interferencia y acoplamiento electromagnéticos, para verificar que ninguna de las cargas útiles que emiten radiación electromagnética interfieran entre ellas.
En la primera mitad de enero, la nave fue enviada al Space Flight Center para que se le realizaran las pruebas térmicas y de vacío, las cuales pasó sin ningún problema.
En febrero, el doctor Gustavo Medina Tanco y algunos miembros de su equipo viajaron a Pittsburgh, Estados Unidos, a realizar algunas modificaciones al software de navegación de COLMENA. Fue la última vez que vieron a estos pequeños robots, porque inmediatamente después de eso, la nave sería llevada a la base de la NASA en Cabo Cañaveral para ser integrada al cohete.
Finalmente, el momento llega…
La nave Peregrine, que ya está en Cabo Cañaveral desde inicios de noviembre, fue llenada de combustible para su viaje a la Luna. Este es un proceso peligroso, costoso y complejo de ser revertido, y el cohete está siendo alistado para recibirla en su cima.
El módulo Peregrine, antes de ser transportado al sitio de lanzamiento
El lanzamiento está programado, de acuerdo a la NASA, el 8 de enero de 2024 a las 2 am. Pero por supuesto, eso no quiere decir que vaya a salir el día previsto, ya que depende de un montón de cosas, por ejemplo, del clima o de los resultados de las pruebas que se hacen. Ya que está todo ensamblado, si descubren que hay algo que no está bien, entonces se suspende todo y se arregla esa falla.
Con el alma en un hilo durante 45 a 60 días
Pese a que se han realizado centenas de pruebas de cada una de las miles de piezas que conforman el cohete, la nave y las cargas útiles corren ciertos riesgos durante el despegue, la puesta en órbita de la nave y el propio alunizaje, lo cual en su conjunto tomaría alrededor de 45 a 60 días.
“Las tecnologías aeroespaciales han mejorado muchísimo, no obstante, siempre se corren riesgos, los valores típicos de que ocurra una falla son aproximadamente del cinco por ciento”, aclara Medina Tanco.
El lanzamiento es la primera prueba a superar, lo cual no es algo trivial: se han visto en diversas ocasiones que las misiones espaciales fallan en el despegue. En este caso, la United Launch Alliance (ULA) y la NASA son los responsables del lanzamiento.
Si se logra un lanzamiento exitoso, aún no sería momento de “echar campana al vuelo”, ya que falta que el cohete deje a la nave Peregrine, a cargo de la empresa estadounidense Astrobotic, en la órbita adecuada para poder llegar a la Luna: “El cohete nos debe llevar a una trayectoria precisa y hasta un punto exacto y a la velocidad necesaria… Entonces el reto no es sólo que no explote en el despegue, el desafío también es que el cohete deje a la nave en el lugar correcto y a la velocidad correcta, porque si no bye, bye, se muere todo”.
Si todo eso se supera satisfactoriamente, el siguiente desafío es el alunizaje, lo cual tampoco es trivial, pues basta recordar el caso de Israel en 2019. Despegaron bien, entraron en órbita perfectamente y ya que estaban a pocos minutos de alunizar, su sistema marcó un error y la máquina se comenzó a reiniciar en el peor momento, la nave se estrelló y se perdió toda la misión.
Rusia tuvo un percance análogo en agosto de este año, cuando una falla en el apagado de un cohete de maniobra hizo estrellar sobre la superficie lunar a la misión Luna-25.
Otra nave japonesa, Hakuto-R, de la empresa iSpace también se estrelló en abril de 2023 debido a un problema de software a una centena de metros de la Luna.
Después, si el alunizaje sale como se tiene previsto, el desafío será que la misión COLMENA pueda salir y funcionar, lo cual depende de muchos factores como la ubicación en la que se alunice e incluso la temperatura.
Aunque los retos son muchos, y se viera como casi imposible que se logre la misión COLMENA, el doctor Medina Tanco, se dice estar preparado para cualquier escenario y enfrentar satisfactoriamente la primera misión lunar de México y América Latina. Con información de Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM. Revista101.com
