“Francamente aterrador”: cómo los ingenieros de Blue Ghost de Firefly se preparan para aterrizar en la luna

Como lanzar un dardo y dar en el blanco de un objetivo en movimiento en la ciudad vecina: eso es lo que es intentar hacer aterrizar una nave espacial en la Luna. Con una superficie inhóspita de cráteres empinados y rocas incómodas, no hay plataformas de aterrizaje, ni GPS, ni control de tráfico aéreo, ni nadie que ayude si las cosas salen mal.

Este fin de semana, Firefly Aerospace intentará desafiar las probabilidades y aterrizar su nave espacial Blue Ghost de manera segura en la superficie de la luna, aterrizando en la región de Mare Crisium en el lado cercano de la luna.

Sólo otra empresa privada ha logrado alunizar con éxito en la luna, y ese aterrizaje no fue pan comido: el módulo de aterrizaje Odysseus de Intuitive Machines se quedó atrapado en una pierna en la rugosa superficie de la luna mientras descendía y terminó aterrizando de costado , limitando su vida útil.

Así que el equipo Firefly está bajo presión, que aspira a un aterrizaje suave perfecto el domingo, y hablamos con un miembro de ese equipo para saber cómo esperan lograrlo.

Kevin Scholtes es el arquitecto de sistemas del futuro de Firefly, lo que significa que su trabajo es analizar los problemas del futuro. "Me gusta decirle a la gente que mi trabajo es estar perpetuamente insatisfecho con dónde estamos y presionarnos para ir más allá", dijo a Digital Trends.

Él y sus colegas esperan con impaciencia el intento de aterrizaje de este fin de semana, esperando ver si sus años de arduo trabajo han equipado a su amado módulo de aterrizaje para enfrentar los muchos desafíos que ofrece el aterrizaje en la Luna.

"Definitivamente todo el mundo está con alfileres y agujas en anticipación de lo que va a suceder", dijo.

Confiando en la ingeniería

De todas las cosas aterradoras de intentar aterrizar en un objeto a más de 200.000 millas de distancia es que no se puede controlar una nave espacial lunar manualmente. Una vez que comienza el proceso de aterrizaje, la nave espacial tiene que navegar sola, razón por la cual la agencia espacial japonesa se refirió a este período como los 20 minutos del terror .

"Una vez que nos comprometemos a descender, en ese momento será completamente autónomo", explicó Scholtes. Debido a la distancia a la Luna y las limitaciones de la velocidad de la luz, hay un retraso inevitable en las comunicaciones de unos segundos entre la Tierra y la nave espacial.

“Por lo tanto, ni siquiera es posible realizar comandos y comunicaciones en tiempo real con el módulo de aterrizaje. Entonces confiamos en la ingeniería. Estamos confiando en el análisis. Confiamos en el guiado y la navegación a bordo del vehículo. Somos muy conscientes de que hemos tomado la decisión de comprometernos y vamos a llevarlo a cabo hasta el final”.

mirando por la ventana

Es posible que la humanidad haya aterrizado con éxito en la luna hace más de 50 años, pero no se deje engañar pensando que un alunizaje es fácil.

"En contra de la intuición, uno de los mayores desafíos al hacer esto es simplemente saber dónde se encuentra", dijo Scholtes.

Sin el beneficio del GPS para proporcionar un posicionamiento preciso, o de astronautas a bordo para mirar por la ventana, una nave espacial debe reducir su velocidad desde un viaje de una milla por segundo hasta una velocidad final de aterrizaje de sólo un metro por segundo, y calcular con precisión su propia ubicación con una precisión de un metro.

"Eso puede ser aterrador porque tenemos que generar todo eso internamente", explicó Scholtes. "Tenemos que hacerlo de la misma manera que lo haría un piloto, mirando visualmente por la ventana, por así decirlo, y diciendo: reconozco esas características y puedo decir aproximadamente qué tan rápido voy en base a eso".

Reconocer esas características tampoco es fácil, porque la superficie de la luna está cubierta de cráteres grandes y pequeños. Estos se ven similares desde diferentes altitudes, lo que hace que sea difícil saber si estás viendo un cráter grande de cerca o un cráter pequeño desde más lejos.

"A cien kilómetros de altura, un kilómetro de altura o 10 metros de altura; cuando miras la superficie, ves cráteres", explicó Scholtes.

Eso significa que incluso con datos de navegación ideales, sigue siendo difícil saber qué tan lejos está la superficie a medida que te acercas a ella.

"No se equivoquen", dijo Scholtes, "aterrizar en la luna es un desafío increíblemente difícil".

Escoger el lugar perfecto

Con tecnología moderna y cámaras en naves espaciales como el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA, tenemos suerte de tener imágenes impresionantes de la superficie de la luna capturadas desde la órbita. Y esas imágenes son invaluables para elegir un lugar de aterrizaje, pero a una resolución de unos pocos metros por píxel, las imágenes no pueden mostrar todos los peligros que un módulo de aterrizaje debe evitar.

"Esa es una resolución bastante baja para detectar una gran roca sobre la que estás a punto de aterrizar", dijo Scholtes.

Sin embargo, hay una ventaja del entorno lunar, y es que su falta de atmósfera significa que no hay vientos ni movimiento, por lo que no hay objetos como nubes que proyecten sombras en la superficie. Ese entorno estático significa que si sabes dónde está el sol, entonces la longitud de una sombra te da una muy buena idea de qué tan grande es un obstáculo.

Por eso, Blue Ghost está equipado con una tecnología llamada navegación relativa al terreno, que utiliza una cámara montada en la parte inferior de la nave espacial para tomar imágenes del terreno que se encuentra debajo y compararlas con un mapa de la superficie a bordo. Este tipo de navegación sólo recientemente ha sido posible gracias a los avances en el procesamiento informático, que permite que una computadora a bordo compare rápidamente las imágenes que ingresan en su mapa interno.

"Sintetizamos cómo se supone que debe ser la luna", usando la computadora a bordo, explicó Scholtes, "y esencialmente hacemos una comparación entre eso y lo que nos muestran las cámaras".

Las diferencias entre el mapa a bordo y las imágenes reales de la cámara pueden indicarle a la nave qué tan rápido viaja y su orientación, y eso permite al sistema determinar dónde está exactamente el módulo de aterrizaje.

Luego, un segundo sistema llamado prevención de peligros puede utilizar los mismos datos de la cámara para resaltar cualquier peligro potencial, como rocas o cráteres, creando mapas de peligro que muestran qué áreas son potencialmente peligrosas para intentar un aterrizaje y cuáles son más seguras.

Panales triturables

Junto con un método para calcular la distancia desde una superficie utilizando láseres, llamado altimetría láser, y datos sobre altitud relativa y aceleración recopilados por sensores a bordo, estos sistemas pueden determinar dónde está la nave espacial en relación con la superficie y ayudar a aterrizar suavemente.

Sin embargo, si la nave espacial llega más rápido de lo esperado, tiene un último as bajo la manga: sus patas contienen un material central de panal aplastable que puede arrugarse y absorber impactos como las zonas de deformación de un automóvil.

Los sensores en los pies del módulo de aterrizaje indican cuando han hecho contacto con tierra sólida y envían una señal de corte al motor; en ese momento, con suerte, el módulo de aterrizaje está parado de manera segura en posición vertical sobre la superficie de la luna y listo para comenzar sus operaciones.

Carrera hacia la luna

Blue Ghost es solo una de las misiones lunares privadas que se están llevando a cabo actualmente. Además del módulo de aterrizaje de Firefly, otros dos módulos de alunizaje están actualmente en camino a la Luna, y otro se lanzará el próximo año.

Pero eso no significa que haya sentimientos negativos entre las empresas competidoras. Más bien, dijo Scholtes, esperaban que todos tuvieran éxito.

"Nos animamos mucho unos a otros", dijo. “Apoyamos mucho a las máquinas intuitivas, apoyamos a ispace y Astrobotic. Realmente queremos verlos exitosos, en parte porque su éxito es nuestro éxito. Lo que realmente queremos hacer es inspirar a los contribuyentes estadounidenses y a personas de todo el mundo en el sentido de que vale la pena volver a la Luna”.

Las empresas comparten información y varias son parte de un programa de la NASA llamado Servicios Comerciales de Carga Lunar, o CLPS. Pero cada empresa toma su propia dirección y toma sus propias decisiones, con la esperanza de encontrar qué enfoque funciona mejor.

Por ahora, "estamos tratando de concentrarnos en realizar con éxito el aterrizaje por nosotros", dijo Scholtes, "y luego, con suerte, conseguir que un buen amigo en el otro lado de la luna realice su aterrizaje poco después".

Este fin de semana, todo el mundo cruzará los dedos esperando esta ambiciosa hazaña, que ha requerido años de preparación y trabajo. "Todo lo relacionado con el proceso es francamente aterrador", dijo Scholtes. "Es algo aterrador e increíblemente audaz intentarlo".