Las universidades de Vigo y Oviedo se unen en un proyecto financiado por la Agencia Espacial Europea para combinar varios sistemas eléctricos que permitan a los robots realizar su trabajo en las circunstancias más adversas
01 abr 2024 . Actualizado a las 22:34 h.Desde que el Lunohod-1, de fabricación soviética se posase sobre la superficie de la Luna el 17 de noviembre de 1970 han sido decenas los vehículos no tripulados que han explorado la superficie lunar. Incluso se han enviado a Marte y a asteroides. Algunos han funcionado durante años, como los robots Curiosity y Perseverance de la NASA o el Yutu 2 de China, que continúan con su misión en activo, pero la gestión energética de estos rovers sigue siendo un desafío. El objetivo pasa no solo porque puedan operar durante el mayor tiempo posible, sino porque puedan hacerlo sin interrupciones y en las condiciones más adversas. Por ejemplo, durante las noches lunares que duran 14 días las máquinas que trabajan con paneles solares tienen su actividad limitada, porque las baterías tampoco aguantan mucho si no se recargan.
Operar un rover durante la noche lunar es un reto que sí ha conseguido superar la NASA, pero que todavía se le resiste a la Agencia Espacial Europea (ESA), que tampoco ha conseguido hasta el momento depositar un vehículo en su superficie. De momento, conseguir un sistema energético híbrido que garantice la operabilidad y autonomía de los vehículos incluso en los entornos más inhóspitos es el gran objetivo que se ha marcado la agencia.
Es un desafío cuya resolución ha encargado a las universidades de Oviedo, Vigo y Leicester (Reino Unido), las adjudicatarias de un proyecto financiado con 340.000 euros dirigido a diseñar sistemas de potencia eléctrica que garanticen las demandas energéticas de los rovers en el Polo Sur Lunar. En este entorno el desafío es aún mayor, porque hay zonas en las que casi siempre es de noche y los paneles solares son inútiles.
El objetivo pasa por combinar tres tecnologías diferentes de suministro eléctrico para que los rover exploradores expriman su rendimiento. Por un lado, los clásicos paneles solares; por otro, las baterías y, en tercer lugar, los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTGs).
«Los generadores termoeléctricos presentan la gran ventaja de que ofrecen una energía constante, pero es muy baja. Son sistemas de gran tamaño que proporcionan poca energía. Y cuando no hay radiación solar los paneles no funcionan y las baterías necesitan recargarse», energía Pablo Fernández Mejías, de la Universidad de Oviedo, que lidera el proyecto De lo que se trata, entonces, es de «combinar las tres tecnologías, para lo que también es necesario desarrollar la electrónica que permita canalizar la energía que aportan las tres fuentes, que son de voltaje diferente y que es necesario unificar», advierte Fernández, del Grupo de Sistemas Electrónicos de Alimentación.
La Universidade de Vigo, que participa en el programa Ampers a través del Aerospace Technology Research Group, tiene un papel importante en la misión. El equipo gallego es el encargado de modelar el entorno térmico en el que el róver trabajará. Y no es fácil, porque las diferencias entre las condiciones del día y la noche lunar pueden llegar a los 200 grados de temperatura. Son cambios extremos que afectan a los componentes de los equipos eléctricos, por lo que determinar qué sucederá en cada circunstancia es crucial para la viabilidad del objetivo propuesto. Este entorno afecta a la potencia producida por los paneles solares y los RTGs, así como a la operación de las baterías. Además, si las temperaturas fueran muy bajas sería necesario el uso de calefactores, lo que a su vez requiere una mayor demanda eléctrica. Este hecho impacta en las tareas que debe realizar la Universidad de Oviedo para dimensionar las fuentes de energía y el sistema de potencia.
«Nuestra aportación es modelar el entorno del rover. Nos centramos en el sistema eléctrico híbrido, pero también es necesario modelar el entorno, porque todo influye. Incluso las propiedades termo-ópticas del regolito lunar. Y también tenemos que tener en cuenta el polvo producido por el rover al desplazarse, ya que suele depositarse en las superficies más frías del vehículo», explica Fermín Navarro, de la Escuela de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio del Campus de Ourense.
«Hay que ver -añade- cómo se comportan los equipos con esos cambios tan grandes de temperatura y determinar cuáles son las necesidades de cada componente para que todo funcione».
De momento, los rover que utiliza la Agencia Espacial Europea utilizan exclusivamente paneles solares, sobre todo, y baterías. Todavía no hay ninguna misión operativa que utilice los generadores radioeléctricos de radioisótopos. Y esta tecnología, según apunta Navarro, «es la única que permite que los rover funcionen durante las noches lunares de 14 días».
La Universidad de Oviedo desarrollará los modelos de simulación del sistema de potencia y sus prototipos funcionales. La de Leicester, que es la principal desarrolladora en Europa de generadores termoeléctricos de radioisótopos, proporcionará sus modelos eléctricos para hacerlos compatibles con los equipos que se integrarán en el sistema de potencia.