La multinacional tecnológica GMV ha culminado con éxito el proyecto de exploración planetaria FASTNAV (Multi-range Navigation for Fast Moon Rovers), cuyo objetivo ha sido abordar el desarrollo, maduración y demostración de una solución de navegación para róveres capaz de alcanzar 1m/s, una velocidad jamás alcanzada por un róver autónomo en la superficie de un planeta lejano. El proyecto liderado por GMV está financiado por la Agencia Espacial Europea (ESA) bajo el programa General de Apoyo Tecnológico (SGSTP) y cuenta con el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido (UKSA).
En el renovado interés de la exploración lunar, la necesidad de preparar futuras tecnologías listas para acompañar a los nuevos róver, los módulos de aterrizaje y a los humanos de regreso a la Luna, se está convirtiendo en una de las principales prioridades para la industria espacial. En este contexto, los róveres lunares rápidos, capaces de viajar largas distancias (más de 20 kilómetros) en un solo día lunar (alrededor de 14 días terrestres) son considerados el próximo gran avance. Para ello, deben estar equipados con sofisticadas capacidades de navegación a bordo, incluida la competencia de evitar los obstáculos percibidos a su alrededor mientras viajan.
GMV ha conseguido en FASTNAV incrementar la velocidad media de desplazamiento del róver, proponiendo un nuevo paradigma de conducción continua, evitando paradas durante las travesías. Ello permitirá mejorar la velocidad de los actuales 0,13 m/s a 1 m/s, una velocidad jamás lograda por un róver autónomo en la superficie de un terreno planetario.
Además de mejorar el rendimiento científico y la productividad en misiones de exploración espacial, este desarrollo también puede adaptarse para su uso en entornos terrestres complejos y críticos como operaciones de rescate, minería y monitorización nuclear y de infraestructuras. Para ello, GMV ha utilizado un sistema de guiado, navegación y control (GNC) basado en un sistema de navegación visual integrado en el róver. La solución de GMV utiliza una combinación de visión artificial clásica e inteligencia artificial de última generación, para ayudar al róver a navegar de forma autónoma a través de una variedad de condiciones diferentes.
Antecedentes del proyecto
El proyecto ha pasado por una extensa campaña de pruebas. La prueba inicial tuvo lugar a mediados de junio en Upwood Quarry, cerca de Farringdon (Oxfordshire), operada por Hills Group Ltd. En este entorno se evaluó la robustez del sistema, su eficacia, así como la eficiencia de la solución implementada en FASTNAV. Para ello GMV utilizó la plataforma RAPID, fruto de un proyecto previo de la compañía con la Agencia Espacial Europea (ESA). Durante estas pruebas, GMV pudo verificar que el sistema era capaz de cubrir largas distancias a altas velocidades, y que era capaz de funcionar correctamente en escenarios complejos y condiciones desafiantes.
El éxito de esta primera campaña supuso el paso adelante para las siguientes pruebas que tuvieron lugar durante la primera quincena de julio en un espacio análogo lunar, en el Parque Natural y Reserva de la Biosfera de Bardenas Reales (Navarra, España). Las condiciones orográficas de Bardenas, similares a los paisajes que encontraría el róver en regiones de la Luna, hicieron que esas pruebas se centraran en determinar la eficiencia y precisión del sistema de guiado, la robustez del chasis y las suspensiones, así como la capacidad del vehículo de realizar travesías rápidas en modo autónomo, en diversos terrenos con diferentes densidades de obstáculos.
Tras los resultados de ambas pruebas y de vuelta en Oxfordshire, GMV añadió al sistema GNC de FASTNAV una serie de mejoras basadas en machine learning para mejorar su rendimiento. Este desarrollo dio lugar a mejoras en la capacidad de respuesta y de rendimiento del innovador sistema GNC multimodo.
Desde el punto de vista de ingeniería, el proyecto se ha enfrentado al desafío principal de desarrollar un sistema autónomo de control y navegación suficientemente eficiente como para poder reaccionar ante los obstáculos que aparecen en el camino, cambiando la trayectoria cuando sea preciso sin tener que detenerse.
Los resultados preliminares del proyecto se presentaron en iSpaRo 2024, conferencia internacional de robótica espacial celebrada en junio en Luxemburgo. Steven Kay, director técnico y responsable de robótica de GMV en Reino Unido ha declarado que «los avances logrados en este proyecto abren un amplio abanico de oportunidades tanto en investigación y desarrollo como en el ámbito comercial. Los resultados obtenidos no solo representan un progreso significativo en la exploración espacial y, específicamente, en la robótica espacial, sino que también permiten su aplicación en otros entornos exigentes, como la minería, las centrales nucleares o las operaciones de rescate, donde la autonomía es esencial».
