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Científicos de la Universidad Carlos III diseñan un sistema para localizar y capturar satélites en el espacio

Científicos de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) han desarrollado un nuevo sistema de acoplamiento y agarre de satélites artificiales basado en tecnologías robóticas y de visión para guiar a un vehículo espacial de forma autónoma en el acercamiento y captura de los mismos.

En el marco de este proyecto de investigación, «Acoplamiento y Agarre de Satélites mediante Sistemas Robóticos basado en Visión (ASIROV)”, los científicos han desarrollado los algoritmos y estrategias que hacen posible el acercamiento y captura a un satélite averiado mediante la utilización de un vehículo espacial, denominado vehículo/satélite de búsqueda o “chaser”, para que realice esta función de manera autónoma. «De esta manera – explica el responsable de la investigación en la UC3M, Mohamed Abderrahim, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática – se pretende realizar todas las fases de una misión de inspección y mantenimiento de satélites que necesiten servicio mediante otro vehículo autónomo dotado de un sistema de agarre y captura robótico».

Lo más destacable del prototipo que han desarrollado es la parte algorítmica, según los investigadores, puesto que ellos no se dedican a la fabricación ni al lanzamiento de satélites. Su verdadera contribución radica en el conjunto de instrucciones bien definidas y ordenadas que permitan programar a los satélites del futuro para que puedan dar servicio a otros que estén averiados o para prolongar su vida útil de funcionamiento. Estos algoritmos de navegación basados en técnicas de visión son capaces de identificar el objeto buscado entre varios que se presentan, estimando su posición y orientación.

 

En su investigación, y dado que no podían probar el sistema en plataformas reales, los investigadores construyeron un pequeño banco de pruebas que les permitía simular un escenario de este tipo. En un principio, desarrollaron algoritmos de visión que usan los vértices del modelo del satélite como puntos característicos. Después, perfeccionaron la técnica para desarrollar un nuevo algoritmo de visión que utiliza la información de textura alrededor de los puntos de interés de la imagen para asociarlos con los puntos del modelo. «Esta última técnica es muy robusta ante el ruido, cambios de fondo y variación de iluminación – comenta Abderrahim – y la rapidez de funcionamiento del algoritmo permite su implementación en tiempo real», precisa.

La idea de iniciar esta investigación surgió gracias a la relación del Laboratorio de Robótica de la UC3M con los ingenieros de la empresa GMV dedicada al sector del espacio, y a la necesidad existente en el mercado de un sistema de este tipo. «Cada día hay una mayor necesidad de proporcionar servicios de mantenimiento a los satélites sin recurrir a misiones tripuladas, que son muy costosas y conllevan riesgos, y la robótica es la respuesta más natural a eso», indica el profesor Abderrahim.

 

Los investigadores están en contacto con la empresa española SENER para explorar vías de colaboración para implementar esta idea, con el objetivo de extender la vida útil de los satélites de comunicación hasta los doce años de servicio en el espacio. Además, todos los conocimientos adquiridos en el marco de este proyecto de investigación – en el que también han participado Julio César Díaz, Claudio Rossi, Nicolás Burrus y Marcos Iglesias – se han incluido como material docente en una asignatura dedicada a la robótica en el espacio en el Máster en Robótica y Automatización de la UC3M.