Un robot de Caltech hace historia al construir una estructura en el espacio

Por primera vez en la historia, un robot logró ensamblar de manera autónoma una parte de una estructura en el espacio, marcando un avance significativo que podría transformar la forma en que se construyen naves espaciales y equipos científicos. Este innovador sistema robótico fue desarrollado por investigadores del California Institute of Technology (Caltech) con el financiamiento de la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

El robot forma parte del programa NOM4D de DARPA, que busca explorar métodos para fabricar y ensamblar grandes estructuras directamente en el espacio. En lugar de depender de astronautas para unir piezas individuales, el robot utiliza un brazo automatizado para recuperar tubos estructurales y juntas de conexión de dispensadores de almacenamiento cercanos. Luego, une los componentes en secciones repetitivas, conocidas como bays, que forman un marco de soporte más grande llamado truss.

Sergio Pellegrino, profesor de ingeniería aeroespacial y civil en Caltech, destacó: "Esta es la primera vez que se ha construido una estructura de manera autónoma en el espacio". Pellegrino lidera la demostración de ensamblaje de reflectores tensados en el espacio, conocida como ASTRA, que ha estado en órbita durante seis meses intentando construir una antena reflectora de 1.4 metros de ancho.

El diseño de la antena combina tubos de fibra compuesta, conectores de aluminio y una superficie reflectante ligera hecha de Kapton, un polímero duradero utilizado comúnmente en naves espaciales. A pesar de las dificultades técnicas y restricciones de programación que impidieron completar toda la antena, el robot logró ensamblar una sección inicial, demostrando que este método de construcción puede funcionar en órbita.

Este experimento orbital representa la tercera etapa del programa de investigación de DARPA. En las dos primeras etapas, los investigadores de Caltech desarrollaron el concepto de construcción, trabajaron en el diseño de ingeniería y verificaron su funcionamiento en experimentos de laboratorio en la Tierra. El equipo tuvo menos de 12 meses para fabricar, probar y entregar el hardware espacial a Momentus Inc., la empresa que hospedó la carga.

La capacidad de ensamblar grandes estructuras directamente en el espacio podría transformar la astronomía, las comunicaciones y los sistemas de energía basados en el espacio. Por ejemplo, futuros telescopios podrían utilizar superficies reflectantes enormes para recolectar más luz y observar objetos extremadamente distantes. Estructuras similares podrían soportar potentes antenas de radio, permitiendo construir sistemas de comunicación mucho más grandes que los que se pueden lanzar actualmente.

Uno de los principales obstáculos es el espacio limitado disponible dentro del carenado de un cohete, que protege su carga durante el lanzamiento. Tradicionalmente, los ingenieros han abordado este problema de dos maneras: plegando grandes estructuras en paquetes compactos que se despliegan tras alcanzar la órbita, o lanzando componentes separados para que los astronautas los ensamblen en el espacio. Ambos enfoques imponen límites prácticos al tamaño y la complejidad de la estructura final.

La construcción robótica ofrece una tercera posibilidad. En lugar de encajar un enorme telescopio o antena dentro de un cohete, los ingenieros podrían transportar sus materiales a la órbita y ensamblar el sistema completo allí. DARPA estableció NOM4D en 2022 para investigar tecnologías que podrían eventualmente "transportar materias primas desde la Tierra para la fabricación en órbita".

El experimento ASTRA de Caltech es uno de los dos únicos proyectos seleccionados para avanzar a la tercera fase del programa, que implica demostrar tecnologías de construcción en órbita. El otro proyecto, liderado por la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, investigará una técnica para endurecer tubos de carbono en el espacio, lo que podría proporcionar otra forma de fabricar componentes estructurales sin tener que completar cada paso en la Tierra.

La exitosa prueba sugiere que el tamaño de la infraestructura espacial futura podría no tener que estar dictado por las dimensiones de los cohetes utilizados para lanzar sus componentes. Pellegrino concluyó: "Una vez que se alcanza el límite de tamaño donde las estructuras no pueden preconstruirse en la Tierra y desplegarse, se debe pensar en cómo construirlas en el espacio".