- Un nuevo concepto desarrollado para una futura misión lunar acaba de ser premiado internacionalmente. Servirá para el creciente negocio de la explotación de nuestro satélite.
Aunque en muchos rubros el ingenio argentino es un clásico, ahora acaba de sumarse otro rubro: desarrollos espaciales innovadores: un equipo de flamantes ingenieros aeroespaciales de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP), acaba de ser premiado en una competencia internacional desarrollada en Dubái. El grupo recibió el segundo puesto del #T-TeC Award 2021, un concurso que tiene como objetivo promover la innovación tecnológica espacial y que auspicia la empresa italiana Telespazio. ¿Qué idea premiaron los organizadores con 6000 euros y diplomas? Un concepto nuevo que busca desarrollar un pequeño vehículo espacial que será capaz de aterrizar intacta una carga pequeña sobre la superficie lunar, a muy bajo costo económico y en forma segura. Lo original es que para cumplir con esta consigna los argentinos apelaron a una idea de diseño que, si bien tiene ya unos cincuenta años desde su concepción, sólo recientemente comenzó a ser considerada para usos prácticos: el Tensegrity.
“El segundo puesto del concurso lo logramos gracias al concepto que estamos desarrollando desde hace un par de años y que bautizamos Pulqui XXI”, contó Franco Ruffini, uno de coordinadores del proyecto que superó las propuestas de 70 investigadores de carreras de ciencia, tecnología e ingeniería de 22 universidades de nueve países incluyendo algunos destacados de países como Italia, Bélgica, Francia, Reino Unido y Suiza.
Según amplió Tomás Boschetto -otro de los integrantes- “nuestro proyecto abarca el diseño completo de un vehículo espacial de dimensiones y peso reducido, pero que sea capaz de lograr descender en la superficie lunar en forma controlada, dejando allí una carga útil intacta, en forma segura y -sobre todo- económica”.
En simple definición requiere de detalles. El tercer coordinador de equipo -Facundo Gavino- aclaró: “pequeño porque nos manejamos bajo los estándares de los CubeSat (ver recuadro). Esto es que el vehículo tendrá forma de cubo, de 10 centímetros por 10 centímetros y una altura de 36 centímetros y que en total pesará 6,3 kilogramos. Este cubo metálico alargado contiene en su interior el combustible y el sistema integrado de control y propulsión cuya finalidad principal es “frenar” casi totalmente el vehículo desde la órbita lunar hasta estar a menos de 100 metros de altura. En su cara superior transporta la carga útil, que pueden ser sensores, medidores u otros instrumentos científicos”.
Pero lo realmente original y el corazón de la idea del Pulqui XXI, es el sistema que protege a esa carga con destino la Luna: se trata de un “tensegrity“.
En palabras de Ruffini, el tensegrity es un tipo de estructura formada por barras y cables -en su caso de aluminio- que por su forma y diseño son capaces de absorber grandes tensiones de impacto y funcionar como una especie de airbag, pero de forma más simple y eficiente.
“Nuestro Pulqui XXI comienza a funcionar cuando la misión que busca poner una carga útil en un cráter o valle lunar llega a unos 100 kilómetros de la superficie de nuestro satélite. En ese momento el Pulqui se separa del vector que lo transportó desde la Tierra y hace su trabajo de descender en forma controlada, aunque a una nada despreciable velocidad de 1,7 kilómetros por segundo, hasta estar a unos 100 metros de altura. En ese momento se dispara el motor de combustible sólido y el Pulqui “frena” casi por completo y suelta, en caída libre, la carga protegida por el “Tensegrity”.
Otra vez la carga se acelera por la gravedad lunar y termina impactando contra la superficie a unos 65 kilómetros por hora. Y ahí es donde funciona a pleno la idea de estos jóvenes ingenieros argentinos: al tocar el piso lunar el Tensegrity se deforma en forma controlada y logra absorber la energía del impacto mientras se destruye. ¿Resultado? La carga útil aluniza intacta y puede comenzar su tarea de monitoreo, observación, transmisión, o lo que sea.
Costos
Hasta ahora el equipo responsable del Pulqui XXI -que además de sus tres impulsores principales recibe los aportes intelectuales de otros seis expertos en ingeniería aeronáutica e informática- lleva muchas hora de desarrollo teórico invertidas y un par de prototipos que ya fueron “probados” exitosamente en el Centro Tecnológico Aeroespacial que funciona en la facultad de ingeniería de La Plata. Sus cálculos finales indican que el costo de cada Pulqui XXI podría rondar los US$ 120 mil. Y es, según fuentes de la industria, un costo bajo, especialmente porque su idea es utilizar para su fabricación y ensamblado componentes de muy buena calidad pero estándares. Esto significa que no serán piezas especialmente fabricadas para ser utilizadas en un vehículo espacial -algo que eleva los requerimientos y los costos en forma astronómica- pero “con el que esperamos lograr el alunizaje más liviano y económico que se haya realizado hasta ahora”, definió Ruffini.
El equipo responsable del Pulqui ya tiene decidido qué hacer con su premio: “vamos a invertir los euros en seguir desarrollando el proyecto. Por un lado vamos a redefinir algunos conceptos técnicos para poder lograr una mayor precisión en el lugar de alunizaje. Y, por otra parte, seguiremos mejorando el diseño y cada uno de los componentes”, explicaron. Por supuesto eso implica seguir presentando el Pulqui en otros concursos nacionales e internacionales hasta poder armar el primer prototipo funcional.
Nicho
¿Cuáles son las aplicaciones de proyectos como el Pulqui XXI? Muchos. Si bien el marketing se lo llevan las futuras misiones a Marte, lo concreto es que para lograr ese salto previamente hay que probar y poner a punto innumerables tecnologías. Para eso es mucho más eficiente utilizar como terreno de ensayos la Luna que, comparada con Marte o Venus, es un “laboratorio espacial” que orbita a apenas 384 mil kilómetros de la Tierra y que requiere de un viaje de 3 a 5 días en lugar de meses.
Por otra parte, expertos en investigación y desarrollo espacial explicaron que “la Luna hoy podría funcionar como un excelente laboratorio: nos ofrece muchísimas posibilidades para hacer simulaciones y examinar soluciones que luego se emplearán en otros usos de la carrera y del negocio espacial: desde hacer minería en asteroides hasta facilitar un viaje seguro y regular de astronautas a Marte. Y en ese sentido es que se abren muchas oportunidades para que haya emprendedores y start-ups de todo el mundo sumando sus ideas y aportes con estos desarrollos de vehículos innovadores y misiones rupturistas. Sobre muchos de estos nichos de la explotación espacial se espera una demanda cada vez más importante”.
¿Un ejemplo? En el 2020 la NASA firmó un contrato preliminar de US$ 14 millones con Nokia para avanzar en el desarrollo de una red de comunicaciones 4G a instalar en la Luna. Según Boschetto, se espera que -en los próximos 10 años- la “economía” ligada a la exploración y explotación lunar facture alrededor de US$ 50 mil millones. Y la idea a mediano plazo de los creadores del Pulqui XXI es armar una compañía que inserte su idea en ese futuro y cada vez más prometedor negocio.
Enrique Garabetyan
Concepto / CubeSat
En su apogeo, hace apenas algunos años atrás, los satélites de observación y comunicaciones llegaban a pesar toneladas y tener un tamaño considerable. Por ejemplo el SAOCOM argentino que está actualmente en órbita pesa unas tres toneladas y mide 4,7 metros de altura por 1,2 metros de lado. Eso los convierte en equipos útiles y precisos, pero también extremadamente caros de construir y complejos para lanzar. Apoyados en los avances de la miniaturización electrónica, hace un par de décadas nació el concepto de “CubeSat”. Se trata de satélites de tamaño pequeño -cubos de 10 por 10 por 10 centímetros- que pesan algo más de 1 kilogramo y se arman utilizando tecnologías y componentes estandarizados. Por eso son dispositivos económicos y accesibles. Los CubeSat tuvieron una excelente acogida en la comunidad académica ya que numerosos equipos de alumnos y profesores de entidades universitarias de todo el mundo se lanzaron a diseñar y poner en órbita cientos de satélites de esta nueva categoría. En Argentina la Universidad Nacional de la Plata es una de las pioneras en este tipo de desarrollos con proyectos como el “Satélite Universitario”. También la Universidad del Comahue realizó avances de este tipo.
¿Qué es un Tensegrity?
Esta idea, por ahora, se usa en diseños de arquitectura como puentes y domos de cobertura de grandes estadios y también en esculturas y obras de arte. Pero hay proyectos avanzados para desarrollar el concepto y usarlo en, por ejemplo, nuevos tipos y formas de prótesis para personas y también en robótica. Incluso la NASA armó un prototipo. El Tensegrity es, básicamente, una estructura autotensionada, compuesta por varillas rígidas y cables, con fuerzas de tracción y compresión, que forman un todo integrado. Si está correctamente balanceado, el Tensegrity se vuelve una estructura capaz de actuar en forma conjunta y absorber fuerzas de tracción y de compresión, lo que le otorga resistencia y estabilidad. Y, en el caso del Pulqui, al deformarse funciona como un paragolpe que se destruye pero protege la carga útil que transporta en su interior.
