Conductores por Marte

Spirit y Opportunity tienen cuatro o cinco horas todos los días para cumplir el plan ordenado y por la noche se ponen en comunicación de nuevo y envían a casa los resultados. Los conductores eligen para cada tarea entre los modos de navegación dirigida y autónoma desarrollados por los diseñadores de los robots.

"Avanza un etro, avanza un metro, avanza un metro, avanza medio metro". Éstas son las órdenes detalladas que recibe un robot en Marte para que se desplace tres metros y medio. Y a cada metro se para un poco, para evitar que se calienten los mecanismos. Las órdenes, ...

Spirit y Opportunity tienen cuatro o cinco horas todos los días para cumplir el plan ordenado y por la noche se ponen en comunicación de nuevo y envían a casa los resultados. Los conductores eligen para cada tarea entre los modos de navegación dirigida y autónoma desarrollados por los diseñadores de los robots.

"Avanza un etro, avanza un metro, avanza un metro, avanza medio metro". Éstas son las órdenes detalladas que recibe un robot en Marte para que se desplace tres metros y medio. Y a cada metro se para un poco, para evitar que se calienten los mecanismos. Las órdenes, los comandos específicos, hay que prepararlos en la Tierra cada día con muchísimo cuidado. De conducir así, paso a paso, se encargan los conductores de robots en el Jet Propulsion Laboratory (JPL), de la NASA, en Pasadena (California), donde nacieron estos vehículos automáticos de exploración planetaria. Cada uno tiene un equipo asignado independiente de cuatro conductores. John Wright, ingeniero de software, es uno de ellos, un entusiasta camionero de Spirit. "Hace poco le enviamos una secuencia de 750 comandos que eran las órdenes del día, y cada comando, cada línea del programa de software, se revisa y comprueba con mucho cuidado antes de pasar la secuencia a la sala de control que lo envía a Marte".

Las órdenes, a la velocidad de la luz, tardan ya 11 minutos de un planeta a otro

Como cada robot está en una cara de Marte, cuando un grupo trabaja el otro descansa

Las misiones de 2009 serán con robots mucho mayores, que durarán varios años

En JPL, un complejo de edificios que albergan desde talleres y salas de diseño hasta centros de control de varias misiones espaciales, unas mil personas han preparado esta misión, explica Mark Adler, jefe de la misma, y muchos de ellos son veteranos del único precedente que había de exploración de otro planeta con un vehículo robotizado (el Sojourner de la misión Pathfinder de 1997), como el mismo Wright, o Chris Voorhees, ingeniero de robótica. "Para Sojourner se enviaban unos 100 comandos diarios, ahora estamos utilizando más de mil para cada uno de los rover", compara el conductor de Spirit.

Las órdenes, viajando a la velocidad de la luz, tardan ya 11 minutos en llegar de un planeta a otro y la distancia entre la Tierra y Marte está ahora aumentando. La comunicación en tiempo real con los robots es imposible. "No nos importa, lo ignoramos, porque la forma de trabajar es preparar por la mañana los comandos de la jornada, luego los enviamos y nos olvidamos hasta la noche. El robot sólo trabaja de día, que es cuando capta energía con los paneles solares, por la noche se para", explica Wright, que tardó cinco meses a aprender a conducir estos robots por Marte. Ahora, los dos equipos trabajan independientemente y además cada robot está en una cara de Marte, así que cuando un grupo trabaja el otro descansa.

¿Y cuándo se produjeron los problemas con el ordenador de Spirit? "¡Ah! Yo estaba sin nada que hacer, yo me dedico a conducir, y como estaba parado.... De eso se ha ocupado otro equipo", dice Wright.

Los robots que van al espacio no pueden hacer ni tener todo lo que a los ingenieros y a los científicos se les ocurra: hay unos límites muy estrictos de peso y dimensiones para que puedan ser lanzados con el cohete asignado, tienen que cumplir unos requisitos, como estar hechos de materiales susceptibles de soportar la intensa radiación espacial, aguantar temperaturas extremas o no llevar más instrumentos de los que puede alimentar su fuente energética. Así por ejemplo, explica Voorhees, las comunicaciones de Spirit y Opportunity, sus llamadas a la Tierra, son escasas porque consumen mucha energía. Y el ordenador de a bordo no es más que un equivalente a un PC doméstico, aunque tiene optimizadas sus funciones para los objetivos específicos.

Con todo, son robots bastante listos, saben protegerse, cuidar de si mismos, y orientarse. Esto no es tarea fácil en ausencia de un sistema GPS, que utilizaría un robot en la Tierra, sino que tienen que recurrir a referencias locales: una roca, o un montículo, o el Sol.... Y son capaces de desplazarse solos con su sistema de navegación autónoma, porque no siempre hay que darles las órdenes detalladas del tipo "avanza un metro, avanza un metro, avanza un metro", sino que pueden utilizar su capacidad de reconocimiento de obstáculos para evitarlos cuando se les ordena sencillamente "Dirígete a esa piedra" o "Avanza X metros hacia ese montículo". Los robots están preparados para hacerlo, pero la cautela de los responsables de la misión es tal que hasta un mes después de llegar a Marte no recibió uno de ellos, el Spirit, permiso para aplicar su capacidad de navegación autónoma, puntualiza Voorhees. Y en este modo de desplazamiento, el vehículo no avanza cubriendo tramos de un metro, sino de sólo 33 centímetros; entonces se para, hace un reconocimiento del terreno con sus cámaras, y si no ve problemas continúa.

En realidad no todos los comandos que se le envían cada día, para uno u otro modo de navegación, son órdenes de movimiento o desplazamiento, sino que en la secuencia diaria se suman las instrucciones de lo que tiene que hacer con la cámara y con los instrumentos científicos (programas que preparan sendos equipos independientes). En total unas ocho o 10 personas se ocupan diariamente de preparar y verificar las órdenes de cada robot. En cuanto a los objetivos, los marcan los científicos, que son quienes determinan qué es interesante, qué rocas conviene analizar y, en resumidas cuentas, a dónde quieren dirigir sus geólogos autómatas.

Claro que los conductores y responsables del control tienen la última palabra en cuanto a la seguridad de los robots y lo que se puede hacer o no. "Además hay unos ensayos de ingeniería que cumplir en la misión, como recorrer una cierta distancia o utilizar el sistema autónomo de navegación", señala el conductor de Spirit.¿Cómo verifican que en series tan largas y complejas de órdenes que se envían a los robots no hay un fallo que puede hacerle cometer un error fatal? "Se comprueba todo línea por línea diariamente, pero además ensayamos el resultado que tendrán los comandos en simuladores virtuales y, si la tarea es muy compleja, podemos recurrir a la sala de arena", explica Wright . Esta sala, que desde Sojourner se ha convertido en un laboratorio clave en JPL, es un espacio de unos 20 por 8 metros que imita el terreno marciano Allí los ingenieros hacen ensayos reales con un modelo de ingeniería de los robots.

La sala se utilizó intensamente durante la preparación de la misión, sobre todo por parte de los encargados de ensayar el dificilísimo despliegue de los vehículos al llegar a Marte, imaginando situaciones de lo más complicadas y aprendiendo soluciones para sacar a los vehículos de ellas. Pero también se hicieron pruebas de campo en una base militar del desierto de Mojave, cuenta Voorhees.

Pese a todo, el mayor reto del desarrollo de estos vehículos todoterreno, a juicio de este ingeniero, fue diseñar unos artefactos que pudieran ir empaquetados en el compacto módulo de viaje y descenso y que luego se desplegasen eficazmente al llegar a Marte: los grandes paneles solares, las ruedas, los ejes, el mástil de las cámaras, el brazo de los instrumentos... todo iba doblado y tenía que abrirse y funcionar correctamente. Fue un trabajo de precisión e imaginación, realizado en poco tiempo -tres años- en comparación con lo que suele durar la preparación de una misión espacial de este tipo.

Para 2009 JPL está planeando enviar unos vehículos más grandes y mucho más capaces que Spirit y Opportunity. Serán los Mars Science Laboratory, que viajarán varios kilómetros en lugar de unos cuantos centenares de metros, por prácticamente cualquier zona de Marte, y que durarán un par de años en lugar de los 90 días previstos para los actuales robots, explica Voorhees. Wright, por su parte, ya sueña con conducir esos vehículos y otros más avanzados todavía. En algún momento, dice, habrá auténticas excavadoras robóticas en la Luna y en Marte para construir allí las infraestructuras necesarias para misiones tripuladas como las que ha propuesto recientemente el presidente Bush. A Voorhees, como ingeniero de robots, le encantaría tener astronautas en Marte: "Nosotros nos pasamos mucho tiempo intentando solucionar con robots situaciones que una persona soluciona con una simple patada... si algo se atasca; pero es más fácil y mucho más barato mandar robots. Además, no queremos poner en peligro a las personas. Así que lo más sensato es lo que estamos haciendo: utilizar robots para ir abriendo camino".