La NASA Prueba Una Nueva Forma de Navegar Por el Espacio Sin GPS
La navegación espacial está a punto de dar un importante paso adelante. La NASA ha conseguido demostrar con éxito una nueva tecnología que permite a una nave espacial determinar su propia posición en órbita utilizando objetos que tiene a su alrededor como puntos de referencia, sin necesidad de depender directamente de una red de navegación.
La demostración forma parte de la misión Starling, una agrupación de cuatro pequeños satélites de la NASA diseñada para probar tecnologías de vuelo autónomo y coordinación entre naves espaciales.
Durante su misión extendida, Starling ha probado FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation), un sistema desarrollado conjuntamente por la NASA y EraDrive que podría cambiar la forma en que las futuras naves espaciales se orientan y navegan lejos de la Tierra.
¿Cómo puede una nave navegar sin GPS?
En la Tierra damos por sentado que los sistemas de posicionamiento permiten conocer nuestra ubicación prácticamente en cualquier momento. Pero el GPS tiene una limitación fundamental: está diseñado para funcionar alrededor de nuestro planeta.
Cuando una nave se aleja hacia la Luna o el espacio profundo, las señales de los sistemas de navegación terrestres dejan de ser una solución fiable. Por eso, las futuras misiones necesitarán sistemas capaces de determinar su posición de manera mucho más independiente.
FALCON busca precisamente solucionar este problema.
La tecnología utiliza las cámaras de los satélites Starling, que normalmente sirven para identificar objetos brillantes y ayudar a determinar la orientación de una nave. El sistema puede reconocer objetos espaciales observados por las cámaras y compararlos con un catálogo de objetos conocidos.
De esta manera, la propia nave puede utilizar esos objetos como referencias para calcular dónde se encuentra y determinar su órbita.
Starling convierte el espacio en un mapa de referencia
Para realizar la prueba, el equipo cargó a bordo de Starling un catálogo con aproximadamente 20.000 objetos espaciales, junto con sus órbitas previstas.
El sistema FALCON comparó posteriormente esa información con los objetos observados mediante las cámaras de los satélites.
El resultado fue especialmente llamativo: durante un periodo de apenas tres días, FALCON consiguió mejorar las estimaciones orbitales de más de 200 objetos sin necesidad de intervención de los operadores desde la Tierra.
Es decir, los propios satélites fueron capaces de observar su entorno, identificar objetos conocidos y utilizar esa información para mejorar tanto su propia posición como el conocimiento sobre la ubicación de otros objetos.
Un hito para la navegación espacial autónoma
La NASA considera especialmente importante uno de los resultados obtenidos durante la demostración.
FALCON logró demostrar por primera vez una capacidad de autodeterminación orbital mediante cámaras ópticas utilizando la posición relativa respecto a otros objetos espaciales.
Esto abre una posibilidad muy interesante para las futuras misiones: que una nave pueda orientarse y calcular su trayectoria sin tener que depender constantemente de las estaciones terrestres.
La diferencia puede parecer pequeña, pero resulta fundamental cuando hablamos de misiones cada vez más alejadas de nuestro planeta.
Cuanto más lejos se encuentre una nave, más complejas pueden resultar las comunicaciones y más importante será que pueda tomar determinadas decisiones y conocer su posición de manera autónoma.
Una tecnología pensada para la Luna y Marte
Uno de los objetivos más importantes de esta tecnología está precisamente en las futuras misiones de exploración lunar, como las misiones Artemis y futuras misiones a Marte.
La NASA contempla un escenario en el que múltiples pequeños satélites trabajen conjuntamente alrededor de la Luna o Marte. En ese contexto, disponer de sistemas de navegación que no dependan del GPS será esencial.
Una red de satélites capaces de conocer su propia posición y compartir información podría proporcionar datos de navegación a otras naves e incluso ayudar a las operaciones realizadas sobre la superficie.
En el caso de la Luna, por ejemplo, varios satélites podrían formar una especie de red de navegación autónoma para apoyar futuras misiones tripuladas y robóticas.
En Marte, donde la distancia con la Tierra hace todavía más compleja la comunicación, disponer de sistemas capaces de trabajar de manera independiente podría resultar igualmente valioso.
También puede ayudar a controlar la basura espacial
La tecnología FALCON no solo está pensada para mejorar la navegación.
La capacidad de identificar objetos espaciales y actualizar sus posiciones también puede tener importantes aplicaciones para la gestión del tráfico espacial.
Actualmente, alrededor de la Tierra existe una enorme cantidad de satélites, restos de cohetes y fragmentos de basura espacial. Conocer con precisión dónde se encuentran y cómo se desplazan es fundamental para evitar posibles colisiones.
Durante las pruebas, FALCON no solo determinó la posición de Starling. También fue capaz de mejorar las predicciones orbitales de otros objetos observados.
Esto podría contribuir en el futuro a sistemas más autónomos de vigilancia espacial y de prevención de colisiones.
De un proyecto universitario a una tecnología comercial
El desarrollo de FALCON también muestra cómo las misiones de pequeños satélites pueden servir como auténticos laboratorios tecnológicos.
La tecnología comenzó como un proyecto dentro del programa de colaboraciones de la NASA con universidades para desarrollar tecnologías SmallSat. Posteriormente evolucionó hasta convertirse en EraDrive, una empresa surgida de la Universidad de Stanford.
La misión Starling proporcionó el entorno necesario para probar el sistema en condiciones reales de vuelo.
Ahora, EraDrive está comercializando su software Era-Core y el hardware relacionado, mientras que los resultados obtenidos con Starling demuestran cómo un pequeño satélite puede convertirse en una plataforma de navegación autónoma.
Cuatro satélites que aprenderán a navegar juntos
La misión Starling todavía tiene más pruebas por delante.
La NASA tiene previsto ampliar el experimento FALCON a finales de este año utilizando Era-Core para que los cuatro satélites de Starling compartan entre sí los datos de seguimiento.
Esto permitirá comprobar hasta qué punto un grupo de naves puede combinar sus observaciones para determinar y mejorar colectivamente sus posiciones.
La idea resulta especialmente interesante para el futuro de las llamadas constelaciones de pequeños satélites, en las que varias naves trabajan de forma coordinada en lugar de depender de un único vehículo espacial.
El futuro de la exploración espacial será cada vez más autónomo
La misión Starling demuestra que la exploración espacial está avanzando hacia un modelo en el que las naves podrán tomar cada vez más decisiones por sí mismas.
La navegación autónoma será especialmente importante cuando las misiones comiencen a operar de forma habitual alrededor de otros mundos. Una nave situada a cientos de millones de kilómetros de la Tierra no puede depender de los mismos sistemas que utilizamos para desplazarnos por nuestro planeta.
Tecnologías como FALCON podrían proporcionar a esas futuras naves una especie de sentido de orientación espacial, permitiéndoles observar su entorno, identificar objetos conocidos, calcular su posición y actualizar sus datos sin esperar constantemente instrucciones desde la Tierra.
Starling, lanzada en 2023 y dirigida por el Centro de Investigación Ames de la NASA, se está convirtiendo así en un banco de pruebas para algunas de las tecnologías que podrían definir la próxima generación de exploración espacial.
La gran apuesta es que, en el futuro, las naves que viajen hacia la Luna, Marte y más allá no solo sean capaces de llegar hasta allí, sino que puedan saber dónde están y cómo desplazarse de manera cada vez más independiente.
Y ese futuro acaba de dar un nuevo paso con Starling.