GMV marca amb LUPIN una nova era en l’exploració lunar automatitzada

Després de la realització de proves de camp del 27 d’abril al 8 de maig al municipi de La Oliva (Fuerteventura), la multinacional tecnològica GMV, amb presència a Catalunya, acaba de presentar el projecte LUPIN (Enabling High-Performance PNT in the Lunar Environment), una iniciativa innovadora de l’Agència Espacial Europea (ESA) destinada a desenvolupar un prototip de sistema de navegació per simular els futurs senyals que s’espera que rebin els rovers a la superfície lunar. Es tracta d’un sistema de navegació similar al GPS per al seu ús a la superfície lunar que permetrà als usuaris, com rovers o astronautes, disposar d’una eina de navegació semblant a Google Maps.

En un context de renovat interès per l’exploració lunar, el desenvolupament de tecnologies avançades que donin suport a l’activitat de rovers, mòduls d’aterratge i fins i tot la presència humana a la superfície lunar ha esdevingut una prioritat estratègica per a la indústria espacial. En aquest marc, l’ESA impulsa aquest projecte pioner en el marc del Programa d’Innovació i Suport a la Navegació (NAVISP), que provarà noves tècniques de posicionament, navegació i sincronització de temps (PNT) per a l’exploració i aplicacions de la superfície lunar. Aquestes tecnologies combinaran els mètodes actuals de PNT planetària amb els futurs senyals de mesurament de distància del LCNS (Lunar Communication Navigation System), senyals satel·litaris que s’usaran de la mateixa manera en què els senyals de GPS s’utilitzen a la Terra, però amb satèl·lits en òrbita al voltant de la Lluna i adaptats a les diferents àrees d’interès (per exemple, el pol sud lunar, la cara oculta o les regions amb ombra permanent).

Les capacitats actuals de navegació lunar fan front a restriccions significatives. A diferència de la Terra, la Lluna no disposa d’una infraestructura de satèl·lits de posicionament com el GPS. Això implica que les naus i rovers no poden determinar la seva ubicació amb precisió en temps real, sinó que han de confiar en càlculs interns i dades enviades des de la Terra. Per superar aquestes barreres, GMV ha desenvolupat per a l’ESA el prototip de navegació lunar LUPIN. Aquesta tecnologia revolucionarà la manera en què operen els astronautes i els vehicles a la superfície lunar durant la dècada vinent. LUPIN reduirà la dependència de complexos algoritmes de localització relativa a bord, optimitzant el rendiment i l’eficiència dels vehicles d’exploració a la superfície lunar.

Aquest avenç no només millorarà la precisió, sinó que també permetrà rutes més ràpides i eficients i, alhora, reduirà la càrrega computacional dedicada a la navegació. Com a resultat, les limitacions de velocitat del rover es determinaran principalment per les condicions del terreny, en lloc de per limitacions tècniques, la qual cosa marca el començament d’una nova era en l’exploració lunar automatitzada.

Durant la campanya duta a terme a Fuerteventura s’ha verificat i validat amb èxit el sistema de navegació en temps real per mitjà de diferents proves que han representat les condicions dels futurs senyals LCNS per al posicionament i ubicació precís d’un rover a la superfície de la Lluna.

A l’acte de presentació desenvolupat en el terreny de lluita de Lajares, l’alcalde de La Oliva, Isaí Blanco, ha destacat «l’honor que suposa per a l’Ajuntament de La Oliva acollir una iniciativa tan innovadora com aquest projecte al nostre municipi. L’èxit d’aquestes proves de camp demostra que l’illa, i en concret, La Oliva, pot rebre assajos d’aquesta índole, que suposen un avenç notable per a la ciència, sense per això comprometre la cura del nostre medi ambient».

Per al conseller d’Innovació del Cabildo de Fuerteventura, Rayco León, l’illa ha demostrat ser tot un referent en tecnologia aeroespacial, amb projectes tan importants com els que s’impulsen des del Parc Tecnològic de Fuerteventura i que serveixen per diversificar l’economia en àmbits especialitzats. Per això és important que es continuïn desenvolupant projectes en el camp de la innovació i que Fuerteventura sigui escenari d’una iniciativa com la que avui es presenta.

Mariella Graziano, directora d’estratègia i desenvolupament de negoci de Ciència, Exploració i Transport de GMV, i Steven Kay, responsable del projecte LUPIN a GMV, van ser els encarregats d’explicar en què han consistit les proves de camp i els detalls d’aquestes. Segons Steven Kay, «s’ha aconseguit recopilar amb èxit més de 7 km de dades de recorregut a diferents velocitats, des de la convencional de 0,2 m/s fins a velocitats ràpides futures de 1,0 m/s. Així mateix, s’han simulat diferents condicions i tipus d’entorns lunars, incloent-hi proves nocturnes amb una combinació de llum solar simulada per imitar les condicions d’il·luminació a la Lluna, i també en foscor total utilitzant únicament la il·luminació a bord del rover per navegar». «L’equip ha estat treballant àrduament a Fuerteventura fent proves per donar suport al desenvolupament d’un possible sistema PNT del segment d’usuari capaç de proporcionar informació precisa de localització per a futures missions lunars. A GMV ens agrada empènyer els límits de la tecnologia i fer que el futur passi a ser el present», afegeix Mariella Graziano.

Tecnologies actuals de navegació lunar i les seves limitacions davant de sistemes terrestres com Google Maps

L’exploració lunar ha avançat enormement des dels primers allunatges del segle xx. Missions com Artemis de la NASA, els mòduls Chang’e de la Xina o Chandrayaan de l’Índia utilitzen tecnologies sofisticades per navegar per la superfície lunar. Tanmateix, aquestes capacitats disten molt d’oferir la fluïdesa i precisió que experimentem a la Terra amb aplicacions com Google Maps.

Les missions a la Lluna utilitzen una combinació de sistemes de navegació inercial (INS), càmeres òptiques, sensors d’altitud (LIDAR) i mapes digitals generats per satèl·lits en òrbita. Aquests mapes permeten planificar rutes amb relativa precisió, identificar obstacles i zones d’interès científic, així com executar maniobres d’allunatge amb un marge d’error cada vegada més reduït.

A més, alguns mòduls estan experimentant amb navegació autònoma limitada, mitjançant algorismes de visió per ordinador per comparar el terreny en temps real amb mapes emmagatzemats prèviament. Aquesta tecnologia és especialment útil quan hi ha retards en les comunicacions amb la Terra o quan s’exploren regions del costat ocult de la Lluna.

D’altra banda, tot i que la cartografia lunar ha millorat significativament, continua sent incompleta i estàtica. No hi ha actualitzacions en temps real ni informació sobre canvis al terreny causats per impactes recents o moviments de pols lunar. La comunicació depèn de la visibilitat directa amb la Terra o de l’ús de satèl·lits de retransmissió en òrbita lunar, la qual cosa genera zones d’ombra comunicativa i temps de latència que dificulten la presa de decisions immediates.

En contrast, sistemes com Google Maps funcionen gràcies a una xarxa global de satèl·lits GPS, connectivitat mòbil constant, sensors en milions de dispositius i actualitzacions dinàmiques. Podem conèixer la nostra posició exacta a l’instant, rebre indicacions amb precisió mètrica i accedir a informació de l’entorn com trànsit, serveis o canvis al terreny. Aquestes funcionalitats requereixen una infraestructura planetària que, simplement, no existeix a la Lluna.