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LIGHTWEIGHT TECHNOLOGIES FOR EXPLORATION ROVERS

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Misión a Marte

Mientras el vehículo de exploración espacial de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA) Curiosity ya hace tiempo que toma muestras y fotografías de la superficie de Marte, la Agencia Espacial Europea (ESA) trabaja en la construcción de ExoMars, un nuevo robot que sondeará los misterios que oculta el Planeta Rojo. Su rediseño corrió a cargo de un proyecto de la Unión Europea.

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El lanzamiento de esta sonda está previsto para 2018 y su función será la de averiguar si alguna vez hubo vida en Marte e incluso si aún existe. En él se instalarán varias herramientas científicas dedicadas a dar con indicios de vida como isótopos o moléculas que puedan interpretarse como producidas por un organismo vivo. Para lograrlo, este vehículo robótico dotado de seis ruedas podrá viajar hasta setenta metros al día en busca de vida o vestigios de ella. Obtendrá y analizará muestras de formaciones rocosas superficiales y a profundidades de hasta dos metros bajo la superficie. Desde el proyecto «Lightweight technologies for exploration rovers» (ROV-E) se destacó la necesidad de abaratar el coste de la misión. Para reducir el peso del vehículo se utilizarán composites de última generación. No obstante, la reducción del peso de cada estructura por separado no conduce necesariamente a una masa total menor. La solución propuesta por ROV-E incluyó el diseño de componentes como el escudo, los sistemas de vigilancia del estado, la gestión de datos, la generación de energía y otros aspectos multifuncionales. En él se utilizará tecnología de estructura multifuncional revolucionaria que elimina el chasis, las cajas de electrónica y el cableado al integrar la electrónica, el control térmico y la estructura en un único elemento. Dicha tecnología se propuso por vez primera en la década de los años noventa y consiste en situar la mayoría de los componentes electrónicos en la estructura de soporte. Los circuitos impresos también pueden laminarse en las superficies de las estructuras. Este método, complementado mediante compuestos poliméricos de baja densidad y fibras de elevada resistencia, reduce el peso total. En concreto, la primera fase del proyecto se dedicó a ajustar las propiedades térmicas, mecánicas y eléctricas de los composites para que se ajustaran a las funcionalidades añadidas a las estructuras multifuncionales. Se ejecutaron varias pruebas con distintos materiales y se desarrolló un modelo matemático con el que calcular la masa, el volumen y el ahorro energético de cada material. En la siguiente fase de ROV-E se revisaron múltiples parámetros de diseño básicos mediante simulaciones informáticas en las que se reprodujeron las condiciones de Marte. Además se prestó especial atención a los subsistemas de movilidad, importantes debido a que el robot se encontrará con obstáculos de geometrías complejas (rocas), terreno rugoso de grava y arena. Los descubrimientos realizados sirvieron para proponer mejoras en el sistema de desplazamiento todoterreno. La tecnología de materiales multifuncionales resulta muy versátil y puede ser de ayuda en aplicaciones en las que la masa y el volumen están limitados, como por ejemplo en los microsatélites de telecomunicaciones y navegación. El sistema de almacenamiento de energía creado con los materiales multifuncionales propuestos podría reducir en un 2 % la masa del sistema y por tanto lograr que el consumo de combustible y otros costes sean menores.

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