Los científicos desarrollan nuevos algoritmos para mejorar la seguridad de las naves espaciales autónomas

El espacio puede parecer un gran vacío, pero en realidad está lleno de innumerables objetos que pueden representar un peligro para las naves espaciales.

Imagínese pasar años diseñando una nave espacial autónoma valorada en miles de millones de dólares, sólo para perder un propulsor y estrellarse contra un asteroide.

Para evitar tales escenarios, los científicos de Caltech, en colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA, han desarrollado nuevos algoritmos que pueden hacer que las naves espaciales autónomas sean más seguras y eficientes.

Históricamente, los ingenieros de naves espaciales han dependido de dos métodos principales para manejar fallas de equipos: «modo seguro», donde la nave espacial minimiza las operaciones hasta que los operadores humanos puedan diagnosticar el problema, y ​​sistemas redundantes, que permiten a una nave espacial cambiar a equipo de respaldo si algo falla.

Sin embargo, estas soluciones pueden ser lentas o costosas, especialmente cuando se requieren respuestas inmediatas.

Para abordar esto, un equipo dirigido por Soon-Jo Chung, Profesor Bren de Control y Sistemas Dinámicos en Caltech, creó un nuevo algoritmo llamado FEAST (Estimación segura de fallas mediante búsqueda de árbol de detección activa).

Este algoritmo permite a las naves espaciales autónomas diagnosticar problemas rápidamente y tomar acciones correctivas en tiempo real, sin necesidad de depender de sistemas redundantes ni esperar instrucciones de la Tierra.

El algoritmo s-FEAST fue probado en el laboratorio de Chung utilizando un sofisticado simulador que imita las condiciones del espacio. El simulador permite que el modelo de nave espacial se mueva sobre terreno plano casi sin fricción, de manera similar a como se mueven los objetos en el espacio.

James Ragan, Ph.D. Estudiante de Caltech y autor principal del estudio, explica que FEAST permite a la nave espacial «soñar» con varios futuros posibles y elegir el curso de acción más seguro.

Cuando una nave espacial detecta algo inesperado, FEAST realiza acciones de prueba para comprender qué salió mal y cómo evitar más problemas. Es como probar cuidadosamente un músculo dolorido para ver qué duele y evitar que empeore. El algoritmo recorre rápidamente diferentes escenarios posibles, los analiza y elige la opción más segura.

Ragan enfatiza que FEAST no pretende reemplazar todas las operaciones de las naves espaciales, sino que sirve como un sistema de respuesta a emergencias.

Cuando algo sale mal, FEAST se hace cargo, evalúa la situación y toma decisiones rápidas para proteger la nave espacial. Una vez que se resuelve el problema, el control vuelve a los sistemas habituales de la nave espacial.

El equipo también probó el algoritmo s-FEAST en un vehículo terrestre y los resultados fueron exitosos. Esto sugiere que la tecnología podría ser útil no sólo en el espacio sino también para vehículos autónomos en la Tierra.

Chung y su equipo creen que FEAST puede hacer que la exploración espacial sea más segura y rentable al reducir la necesidad de costosos sistemas redundantes.

Predicen que este nuevo enfoque ayudará a que las naves espaciales y otros vehículos autónomos funcionen de manera más confiable en el futuro. La investigación fue publicada en la revista Science Robotics.

El éxito de FEAST marca un importante paso adelante para garantizar la seguridad y la eficiencia de las naves espaciales autónomas, allanando el camino para misiones espaciales más ambiciosas.