Sistema robótico para reparación en órbita de satélites

Michael Greenspan y Limin Shang muestran su sistema robótico de seguimiento. (Foto: Stephen Wild)


(NC&T) "Son sistemas mecánicos, lo que significa que en algún momento fallarán", subraya Michael Greenspan, profesor de Ingeniería Electrónica y Computacional, quien dirige el proyecto. Pero como están a muchos miles de kilómetros de la Tierra, los satélites quedan fuera del alcance de un vuelo espacial tripulado normal, ya de por sí caro, y además las reparaciones robóticas convencionales guiadas por control manual desde la Tierra no resultan viables.

La solución que Greenspan propone a este problema es el desarrollo de un software de rastreo que permitirá que un Vehículo de Mantenimiento Espacial Autónomo (ASSV por sus siglas en inglés) tome al satélite inoperante, lo saque de su órbita y lo deposite en el compartimiento de reparaciones del vehículo. Una vez allí, utilizando el control remoto desde la estación en tierra, se procederá a su reparación. Ésta no necesita ser hecha en tiempo real dado que todo está en una posición fija y un humano puede interactuar con el satélite mediante control remoto de dispositivos robóticos para hacer lo que se requiera.

Ahora el equipo de Queen's está trabajando para desarrollar el ASSV con la compañía aeroespacial MDA Space Missions, que antes construyó el Canadarm y ha sido la responsable de todos los sistemas canadienses en la Estación Espacial Internacional.

La visión computerizada es el principal desafío técnico para capturar los satélites. En el caso de los satélites geosincrónicos, estos giran en torno al globo terrestre en una órbita que los mantiene inmóviles en el cielo con respecto a un punto fijo de la superficie, debido a que su velocidad se sincroniza con la rotación de la Tierra. El sistema robótico primero debe reconocer al satélite, luego determinar su movimiento y por último maniobrar hasta igualar tal movimiento, antes de poder realizar el acercamiento final que culmine con el agarre físico.

Debido a las peculiares condiciones de iluminación del espacio, las cámaras de vídeo convencionales son de uso limitado. El sensor preferido es un tipo de radar basado en la luz denominado LIDAR que proporciona un conjunto de puntos en 3D que establecen con precisión la geometría de la superficie del satélite.

El equipo de la Queen's University, que incluye a Limin Shang, Babak Taati y Michael Belshaw, ha desarrollado un software que permite a un sistema como el descrito identificar un satélite, determinar su posición y finalmente rastrearlo en tiempo real, usando este conjunto especializado de datos