Este mes de julio, la Nasa lanzará la misión Starling, compuesta por cuatro CubeSats que orbitarán alrededor de la Tierra de forma autónoma, para ver si pueden cooperar por su cuenta, sin actualizaciones en tiempo real del control de la misión. Aunque ese tipo de cooperación autónoma puede no parecer demasiado difícil para los humanos, este equipo será robótico, compuesto por pequeños satélites para probar tecnologías clave para el futuro de las misiones en el espacio profundo, donde serán esenciales naves espaciales más complejas y autónomas.
Una vez lanzados, los cuatro CubeSats volarán en dos formaciones diferentes para probar varias tecnologías que allanarán el camino hacia un futuro en el que enjambres de satélites puedan cooperar para hacer ciencia en el espacio profundo. Esta misión durará al menos seis meses, posicionando la nave espacial a unas 355 millas sobre la Tierra y espaciada a unas 40 millas de distancia.
«Starling y las capacidades que aporta para el mando y control autónomos de enjambres de pequeñas naves espaciales, mejorarán las capacidades de la Nasa para futuras misiones científicas y de exploración», dijo Roger Hunter, director del programa Tecnología de Pequeñas Naves Espaciales de la Nasa en el Centro de Investigación Ames de la Nasa en California.
Hay cuatro capacidades principales que Starling probará: maniobrar de manera autónoma para permanecer juntos como grupo, crear una red de comunicaciones adaptable entre la nave espacial, realizar un seguimiento de la posición relativa de cada uno y responder a la nueva información de los sensores a bordo mediante la ejecución de nuevas actividades. En esencia, Starling busca crear un enjambre de pequeños satélites que puedan funcionar como una comunidad autónoma, capaces de responder a su entorno y completar tareas en equipo.
Las tecnologías de enjambre permiten tomar medidas científicas desde múltiples puntos en el espacio, construir redes capaces de repararse si una pieza falla y tener sistemas de naves espaciales que no necesitan permanecer en contacto con la Tierra para responder a los cambios en el medio ambiente. Un enjambre de naves espaciales también es más resistente frente a fallos o mal funcionamiento dentro del equipo, ya que cada nave espacial es redundante con respecto a otra. Si uno falla, los otros pueden compensar.
La primera misión de Starling lleva un conjunto de cuatro tecnologías para probar. El primero es ROMEO (Experimentos de mantenimiento de órbita y reconfiguración a bordo), un software de prueba diseñado para planificar y ejecutar maniobras de forma autónoma sin intervención directa de un operador. En la misión Starling, permitirá que los satélites vuelen en grupo, tanto planificando trayectorias como ejecutándolas por su cuenta.
Una red móvil ad-hoc (MANET) es un sistema de comunicaciones compuesto por dispositivos conectados de forma inalámbrica en los que los datos se enrutan y reencaminan automáticamente según las condiciones de la red. Un ejemplo en la Tierra es el Wi-Fi de malla, en el que se colocan múltiples enrutadores de Internet en una casa, lo que permite que los dispositivos móviles se conecten automáticamente a la señal más fuerte. De la misma manera, la nave espacial Starling tiene radios de enlace cruzado que permiten la comunicación entre naves espaciales cuando están dentro del alcance, y el software MANET a bordo determina la mejor manera de enrutar el tráfico a través de la red de satélites. Starling probará esta red y mostrará si el sistema puede crear y mantener automáticamente una red en el espacio a lo largo del tiempo.
Cada CubeSat también tiene sus propios sensores de «seguimiento de estrellas» a bordo, que normalmente se usan para que un satélite pueda realizar un seguimiento de su propia orientación en el espacio, al igual que los marineros usan las estrellas para navegar de noche. Debido a que los satélites estarán relativamente cerca unos de otros, además de las estrellas, estos sensores captarán la luz de las naves espaciales del enjambre y utilizarán un software especializado para realizar un seguimiento del resto del enjambre. Llamado StarFOX (Starling Formation-Flying Optical Experiment), este uso único de sensores de naves espaciales comunes permitirá que el telón de fondo de las estrellas mantenga unido al enjambre.
Finalmente, el experimento Distributed Spacecraft Autonomy (DSA) demuestra la capacidad de un enjambre de naves espaciales para recopilar y analizar datos científicos a bordo y optimizar cooperativamente la recopilación de datos en respuesta. Los satélites monitorizarán la ionosfera de la Tierra, parte de la atmósfera superior, y si uno detecta algo interesante, se comunicará con los otros satélites para observar el mismo fenómeno. La capacidad de los satélites para reaccionar de forma autónoma a una observación mejorará la recopilación de datos científicos para una serie de futuras misiones científicas de la NASA.
Una vez completada su misión principal, la próxima etapa de Starling será una asociación con la constelación de satélites Starlink de SpaceX para probar técnicas avanzadas de gestión del tráfico espacial entre naves espaciales autónomas operadas por diferentes organizaciones. Al compartir intenciones de trayectoria futura entre sí, la Nasa y SpaceX demostrarán un sistema automatizado para garantizar que ambos conjuntos de satélites puedan operar de manera segura mientras se encuentran en una proximidad relativa en la órbita terrestre baja.
