Suiza desarrolla un «pac man» gigante para recoger basura espacial

El Clean Space One Project Clean ha pasado un hito. El satélite de limpieza espacial desplegará una red cónica para capturar el pequeño satélite SwissCube antes de destruirlo en la atmósfera. Es una de las soluciones que se están probando, en este caso en Suiza, para la eliminación de los desechos peligrosos que orbitan la Tierra. El satélite SwissCube ha estado en órbita de la Tierra durante más de cinco años. El reto consistía en asegurarse de que no llegaría a ser sólo una pieza más de la basura espacial. Los ingenieros de eSpace, el Laboratorio de Proceso de Señales 5 (LTS5) y el Centro de Ingeniería Espacial de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), junto a sus socios de la Universidad HES-SO estaban seguros de poder responder a este desafío, gracias a CleanSpace One (CSO).

Durante los últimos tres años, han estado trabajando en este satélite de limpieza que será enviado a la órbita para recuperar el SwissCube. Se atrapará el pequeño satélite y los dos entrarán en combustión juntos en la atmósfera. Un paso importante se ha dado con decisiones críticas que se están adoptando en el diseño de sistemas de aproximación y captura. Los desechos espaciales van desde satélites desactivados a etapas de cohetes usados; este detritus de todos los tamaños y formas que orbitan el planeta está aumentando a un ritmo alarmante. A una velocidad de 7 km / segundo, estas piezas de basura espacial se convierten en proyectiles de gran alcance y constituyen una grave amenaza para los dispositivos y las personas que trabajan en el espacio.

Para reducir estos riesgos al mínimo, la NASA monitorea cuidadosamente cada objeto de más de 10 centímetro. Muchas iniciativas, incluyendo CleanSpace One, están trabajando en soluciones a largo plazo para la recuperación y la eliminación de todas estas cosas. Y es un trabajo más duro de lo que uno podría pensar. "SwissCube no es sólo un objeto de 10 por 10 centímetros que es difícil de entender, sino que también tiene partes más oscuras y más claras que reflejan la luz solar de manera diferente", explica Christophe Paccolat, un estudiante de doctorado que trabaja en LTS5. "Estas variaciones pueden perturbar el sistema de aproximación visual

y por lo tanto también las estimaciones de su velocidad y la distancia."Muriel Richard-Noca, jefe del proyecto, destaca la extrema delicadeza de la misión: "Sólo se necesita un error en el cálculo de aproximación para que SwissCube rebote en CleanSpace One y salga disparado hacia el espacio".

Para evitar este tipo de desastres, se están probando los algoritmos de aproximación visual de las cámaras del satélite de limpieza. Para ser exactos, se deben tener en cuenta una serie de parámetros, tales como el ángulo de la iluminación del Sol, los datos físicos de CubeSat, la velocidad relativa a la que se está moviendo y todas las incertidumbres involucradas en esta medida, y la velocidad de su propia rotación.

Captura eficiente

Para el diseño del sistema de captura más eficiente, los ingenieros se beneficiaron de la colaboración de los estudiantes de microingeniería de Hepia Ginebra, miembro de la Universidad de HES-SO de Ciencias Aplicadas y Artes de Suiza Occidental. Los estudiantes llegaron con varias soluciones, desde brazos articulados con garras a un sistema de tentáculos. Finalmente optaron por la llamada solución de "Pac-Man". El prototipo se asemeja a una red en forma de un cono que se desarrolla y luego se cierra hacia abajo una vez que se ha capturado el pequeño satélite.

"Este sistema es más fiable y ofrece un mayor margen de maniobra que una uña o un brazo articulado", dice Michel Lauria, profesor de tecnología industrial en Hepia. Del mismo modo, los estudiantes y profesores de la Universidad de Ciencias Aplicadas Valais (HES-Valais) y HE-ARC prestaban sus esfuerzos al procesamiento de señales (visión) del proyecto, garantizando que los procesadores de alto rendimiento se preparan para la operación en el espacio. CleanSpace Uno podría ser lanzado ya en 2018 en colaboración con la compañía S3, con sede en Payerne. El desarrollo de los sistemas de aproximación y captura ha pasado la fase de prototipo, que implicó la toma de decisiones fundamentales para el proyecto. La siguiente etapa combinará la elaboración de la primera versión de los modelos de ingeniería - que será más preciso que los prototipos - y las pruebas más extensas.