A finales de este mes, el proveedor comercial de servicios de entrega lunar de la Nasa, Intuitive Machines, lanzará su módulo de aterrizaje lunar Nova-C con varias cargas útiles de ciencia y tecnología de la Nasa, incluido el Navigation Doppler Lidar (NDL). Este innovador sistema de guía, desarrollado por el Centro de Investigación Langley de la Nasa en Hampton, Virginia, bajo la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial (STMD) de la agencia, puede potencialmente revolucionar el aterrizaje de naves espaciales en mundos extraterrestres.
La tecnología NDL es una carga útil de la Nasa para esta entrega de los servicios de carga útil lunar comercial (CLPS) de Intuitive Machines, lo que significa que la Nasa demostrará las capacidades de NDL en el entorno lunar durante la misión, pero los datos no se consideran críticos para el aterrizaje exitoso de Nova-C, ya que Intuitive Machines tiene sus propios sistemas de navegación y aterrizaje.
La historia del NDL comenzó hace casi 20 años, cuando Farzin Amzajerdian, director del proyecto NDL en la Nasa Langley, logró un gran avance y encontró con éxito una manera precisa de hacer aterrizar rovers en Marte. A finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, varios intentos de aterrizar vehículos espaciales en la superficie de Marte se toparon con varios desafíos importantes.
El radar era inherentemente impreciso para esta aplicación. Las ondas de radio cubren una gran área en el suelo, lo que significa que los cráteres y rocas más pequeños que se encuentran comúnmente en la superficie marciana podrían «esconderse» de la detección y causar peligros inesperados para los módulos de aterrizaje.
«Los módulos de aterrizaje necesitaban que el sensor de radar les dijera a qué distancia estaban del suelo y con qué rapidez se estaban moviendo para poder cronometrar el despliegue de su paracaídas», dijo Amzajerdian. «Demasiado pronto o demasiado tarde, el módulo de aterrizaje no alcanzaría su objetivo o se estrellaría contra la superficie».
Las ondas de radio tampoco podían medir la velocidad y el alcance independientemente unas de otras, lo cual es importante, según Aram Gragossian, líder de electroóptica para NDL en Nasa Langley, quien se unió al equipo hace unos seis años.
«Si pasas por una pendiente pronunciada, el alcance cambia muy rápidamente, pero eso no significa que tu velocidad haya cambiado», dijo. «Entonces, si simplemente devuelve esa información a su sistema, puede causar reacciones catastróficas».
Amzajerdian conocía este problema y sabía cómo solucionarlo.»¿Por qué no utilizar un lidar en lugar de un radar?» preguntó. LiDAR, que significa detección y alcance de luz, es una tecnología que utiliza luz visible o infrarroja de la misma manera que el radar utiliza ondas de radio. Lidar envía pulsos láser a un objetivo, que refleja parte de esa luz hacia un detector. A medida que el instrumento se mueve en relación con su objetivo, el cambio en la frecuencia de la señal de retorno, también conocido como efecto Doppler, permite que el lidar mida la velocidad de forma directa y precisa. La distancia se mide en función del tiempo de viaje de la luz hasta el objetivo y de regreso.
Lidar ofrecía varias ventajas sobre el radar, en particular el hecho de que un láser transmite un haz de luz en forma de lápiz que puede dar una medición más precisa y exacta. En 2004, Amzajerdian propuso NDL como concepto al equipo del Mars Science Laboratory. En 2005, él y su equipo recibieron financiación de Langley para elaborar una prueba de concepto. Luego, en 2007, recibieron financiación para construir y probar un prototipo de helicóptero. Fue entonces cuando Glenn Hines de Langley se unió a NDL, primero como líder electrónico y ahora como ingeniero jefe.
Desde entonces, Amzajerdian, Hines y muchos otros miembros del equipo han trabajado incansablemente para garantizar el éxito de NDL.
La entrega de Intuitive Machines es solo el comienzo de la historia de NDL. Ya se está trabajando en un sistema de próxima generación. El equipo ha desarrollado un sensor complementario para NDL, una cámara Flash Lidar multifuncional. Flash Lidar es una tecnología de cámara 3D que examina el terreno circundante, incluso en completa oscuridad. Cuando se combina con NDL, Flash Lidar le permitirá ir «a cualquier lugar y en cualquier momento».
Otras versiones futuras de NDL podrían tener usos fuera del complicado asunto de aterrizar en superficies extraterrestres. De hecho, pueden tener usos en un entorno muy terrestre, como ayudar a los vehículos autónomos a circular por calles y autopistas locales.
Al observar la historia y la trayectoria de NDL, una cosa es segura: el viaje inicial a la Luna será la culminación de décadas de arduo trabajo, perseverancia, determinación y una fe firme en el proyecto en todo el equipo, pero sostenida más fervientemente por Los campeones de la NDL, Amzajerdian y Hines.
La Nasa está trabajando con varios proveedores de CLPS para establecer una cadencia regular de entregas de carga útil a la Luna para realizar experimentos, probar tecnologías y demostrar capacidades para ayudar a la Nasa a explorar la superficie lunar. Las cargas útiles entregadas a través de CLPS ayudarán a la Nasa a avanzar en las capacidades de ciencia, tecnología y exploración en la Luna.
Existen prototipos clasificados de naves que pueden alcanzar velocidades muy superiores con nueva tecnología de propulsión como un propulsor warp o convertir la nave en un propulsor láser para alcanzar velocidades casi parecidas la velocidad de la Luz, teorías revolucionarias antiguas.