La española GMV trabaja en el diseño de robots para eliminar en órbita basura espacial

A medida que el ecosistema espacial, y con él una nueva era económica, crece y se diversifica, es crucial abordar cuestiones relacionadas con la sostenibilidad del espacio, con el fin de garantizar que su uso sea responsable y a largo plazo. La multinacional tecnológica GMV está actualmente trabajando y testeando en su exclusivo banco de pruebas platform-art distintas tecnologías claves para eliminación de basura espacial, y el mantenimiento, reabastecimiento y ensamblaje en órbita de complejas infraestructuras y elementos.

En este banco, que funciona como un laboratorio, GMV prueba actualmente tecnologías, clave en el contexto europeo, que harán posible el futuro ecosistema de transporte, mantenimiento y eliminación de desechos en órbita.

En el ámbito de la sostenibilidad, la ESA y la EU han asumido un papel proactivo al preparar la nueva generación de satélites de observación de la Tierra para su posible eliminación al final de su vida útil o en caso de fallo. Cuatro de estos satélites, pertenecientes a la nueva generación de misiones de observación de la Tierra (Copernicus) se rigen ya por el documento de requisitos de interfaz de diseño para la eliminación elaborado por la ESA, y ya están siendo equipadas/preparadas con el dispositivo MICE (interfaz mecánica para la captura al final de su vida útil desarrollada en España por parte de GMV en colaboración con AVS), así como con una serie de dispositivos de ayuda a la navegación. Esto facilitará su futura captura no cooperativa y su eliminación de la órbita al final de su vida útil o en caso de fallo. GMV, también en colaboración con AVS y bajo contrato ESA, está desarrollando así mismo el sistema de captura CAT, necesario para la retirada activa, dentro del nuevo límite fijado de 5 años de los satélites Copernicus ya equipados con MICE.

Las tecnologías robóticas para la captura y eliminación por parte del proveedor del servicio, como el desarrollo de un efector final compatible, dispositivos de sujeción, navegación óptica, aviónica y funciones de control, también se encuentran en una etapa avanzada de desarrollo. Todos estos elementos están integrados en un sistema unificado: CAT: Return Capture Payload Bay. El sistema robótico para la eliminación de basura espacial CAT ha sido diseñado como carga útil especializada y actúa conjuntamente con un vehículo de servicio, su sistema de guiado, navegación y control (GNC) para efectuar la aproximación, sincronización, captura, estabilización y aseguramiento del conjunto final, con el objetivo de eliminar de la órbita la nave espacial fallida o no controlada. Consta de 6 brazos y una garra que puede atrapar al satélite en desuso a eliminar.

Robot Mirror

El mantenimiento y el montaje en órbita también desempeñarán un papel clave en la futura economía espacial y contribuirán a un ecosistema espacial sostenible, al optimizar los costes de lanzamiento y hacer posibles nuevos esquemas de misión flexibles y escalables. El despliegue y montaje de grandes estructuras en órbita será una operación recurrente en este ámbito. El robot de ensamblaje multibrazo (Mirror) cuenta con la financiación de la ESA y está liderado por GMV, que ha diseñado el primer prototipo europeo de sistema robótico autorreubicable para operaciones en órbita. En particular este equipo puede realizar el ensamblaje de grandes estructuras en órbita y ofrecer servicios de mantenimiento, reparación o actualizaciones a diferentes vehículos e infraestructuras espaciales.

Por último, aunque no por ello menos importante, la capacidad de proporcionar servicios en órbita podría aumentar la vida útil, mejorar el rendimiento o incluso permitir la reconfiguración dinámica de los objetivos de la misión. El diseño de naves espaciales modulares y la capacidad de reabastecimiento de combustible son factores clave en este aspecto. El dispositivo mecánico Assist es la primera y más avanzada iniciativa europea encaminada a la estandarización de las interfaces de reabastecimiento de combustible de satélites. Basado en un enfoque de interfaz abierta, se encuentra actualmente en progreso para su demostración en órbita.

El problema de la basura espacial

En los últimos años el sector espacial ha experimentado una profunda transformación impulsado tanto por iniciativas institucionales como por inversiones privadas. Ciertos conceptos del paradigma New Space desempeñan un papel fundamental en dicha evolución. Entre los más relevantes se encuentran la reducción de costes mediante economías de escala, el uso intensivo de componentes de fácil adquisición (COTS), la estandarización o la aceleración de los ciclos de desarrollo.

Hasta la fecha se han lanzado al espacio más de 17.000 satélites, de los cuales siguen en el espacio unos 11.500 y más de 9.000 siguen operativos. Este número se verá incrementado en el futuro próximo con el despliegue efectivo de megaconstelaciones integradas por cientos o incluso miles de nuevos satélites.

Para hacer frente a este incremento será necesario un ecosistema integral de transporte y servicios en órbita que se desarrolle bajo condiciones adecuadas: en primer lugar, un compromiso auténtico con el desarrollo respetuoso a nivel social y medioambiental de las actividades espaciales: el trabajo en pro de una nueva legislación espacial por parte de la Comisión Europea (CE) y la adopción de una política de Zero-Debris (basura cero) por parte de la Agencia Espacial Europea (ESA) son iniciativas necesarias y firmes para la sostenibilidad espacial; y en segundo lugar, la disponibilidad de tecnologías capaces de satisfacer nuevas y exigentes necesidades, tanto desde el punto de vista del rendimiento como de los costes.

Al igual que cuidamos el ecosistema marino o los bosques, es imprescindible proteger el espacio si queremos seguir utilizándolo en el futuro. No somos conscientes de que dependemos de los satélites. Cada uno de nosotros interaccionamos con alrededor de 100 satélites al día y estos nos proporcionan servicios imprescindibles de observación de la tierra, meteorología, telecomunicaciones, navegación por satélite, geoposicionamiento, transferencias bancarias, etc. por lo que el espacio se postula como un nuevo ecosistema a proteger.