El Programa de Estudios de Investigación y Tecnología del Desierto de la NASA ( Desert RATS o D-RATS ) es un grupo de equipos que realizan una serie anual de ensayos de campo que buscan demostrar y probar tecnologías y sistemas candidatos para la exploración humana de la superficie de la Luna , Marte u otros cuerpos rocosos.
Desert RATS comenzó en 1997, reviviendo el entrenamiento de exploración lunar al estilo Apolo de décadas anteriores. [1] La temporada de campo se lleva a cabo durante aproximadamente dos semanas cada año, generalmente en septiembre, en lugares planificados alrededor de Flagstaff, Arizona . También se han realizado algunas pruebas cerca del Cráter del Meteorito . [2] Estas actividades están diseñadas para practicar el hardware de superficie planetaria prototipo y las operaciones de escenarios de misión representativos en condiciones climáticas relativamente duras donde se pueden realizar actividades de travesía de larga distancia y de varios días. [3]
Los participantes en Desert RATS varían de un año a otro. Entre los participantes anteriores se encuentran investigadores de varios centros de la NASA, incluidos el Centro Espacial Johnson , el Centro Espacial Kennedy , el Centro de Vuelos Espaciales Goddard , el Centro de Investigación Ames , el Centro de Investigación Glenn , el Centro de Investigación Langley , el Laboratorio de Propulsión a Chorro y el Centro Marshall de Vuelos Espaciales , así como los contratistas Hamilton Sundstrand e ILC Dover , e investigadores de numerosas universidades e institutos, incluidos el Instituto Carnegie , la Asociación de Investigación Espacial de Universidades y la Universidad Commonwealth de Virginia . [2]
En 2010, participaron alrededor de 200 científicos, ingenieros y planificadores de misiones. [3] El apoyo a la misión lo proporciona el Centro de Operaciones y Planificación de Exploración de Operaciones de Misión (ExPOC) en Houston .
A través de videoconferencias en vivo con las Escuelas de Exploración de la NASA y transmisiones web simultáneas, los estudiantes de todo el mundo pueden ver las actividades de Desert RATS en vivo. [4] [5] También se alienta al público a seguirlas a través de varios medios sociales, incluidos Facebook, [6] Twitter, [7] Flickr, [8] y Ustream. [9]
Durante las pruebas, los investigadores estudian la eficacia de nuevos diseños de trajes espaciales , robots , exploradores , redes y comunicaciones de superficie , sistemas de información y computación de exploración , hábitats y otros equipos, y ganan experiencia en el uso de nuevas tecnologías diseñadas para hacer que la exploración planetaria sea más segura, más fácil y más eficiente. Las pruebas recientes han involucrado el uso de un emulador de retardo interplanetario desarrollado en la NASA. [10] Organizan simulacros de exploraciones del desierto y prueban varios procedimientos y técnicas para cumplir la misión. Los miembros de la tripulación con trajes trabajan codo con codo con los robots y están conectados entre sí y con los robots mediante una red inalámbrica. El terreno accidentado presenta desafíos para la navegación robótica.
En 2005, se puso a prueba el rover Science Crew Operations and Utility Testbed (SCOUT), que trabajó junto a dos miembros de la tripulación con trajes. [5] El SCOUT también podría ser conducido manualmente por los miembros de la tripulación. Otros robots que participaron en D-RATS incluyeron un vehículo todoterreno de seis patas conocido como ATHLETE , el Robonaut con forma de centauro y Matilda, un vehículo de apoyo autónomo capaz de recolectar muestras geológicas y ayudar con la planificación de rutas. [11]
Entre los trajes espaciales probados durante Desert RATS se encuentran el Mark III y el I-Suit de ILC Dover . Mediante el reconocimiento de voz integrado en sus trajes, los astronautas simulados pueden dar órdenes a los robots, ajustar los parámetros del traje para mayor comodidad y preguntar sobre el estado de la misión o el estado o la ubicación de cualquier miembro de la tripulación o robot. Una pantalla de visualización frontal dentro del traje también puede mostrar esta información. En 2005, los participantes probaron un nuevo sistema para rellenar los tanques de aire líquido de los miembros de la tripulación mientras están en uso, lo que prolonga el tiempo dentro del traje. [12]
En D-RATS 2004 se demostró tecnología que incluyó: trajes espaciales, Matilda (vehículo de apoyo robótico autónomo), un tractor eléctrico, un laboratorio de geología móvil, una red inalámbrica y otros. [13]
En D-RATS 2005 se demostró tecnología que incluyó: trajes espaciales, el Rover SCOUT (banco de pruebas de ciencia, tripulación, operaciones y utilidad), un sistema para recargar tanques de aire mientras están en uso y otros. [14]
En D-RATS 2006 se demostraron las siguientes tecnologías: ATHLETE, Robonaut/Centaur, compartimento presurizado para vehículos exploradores, SCOUT Rover, tractor eléctrico y otras. [15]
En D-RATS 2007 se demostró tecnología que incluyó: trajes espaciales, el rover SCOUT y otros. [16]
En D-RATS 2008 se demostró tecnología que incluyó: el vehículo de exploración espacial CHARIOT, los trajes espaciales ATHLETE y otros. [17]
En D-RATS 2009 se demostró la tecnología incluida: el vehículo de exploración espacial (incluido el chasis B), Tri-ATHLETE , trajes espaciales, robots K-10 y otros. [18]
En D-RATS 2010, la tecnología demostrada incluyó: el vehículo de exploración espacial, la unidad de demostración de hábitat/módulo de excursión presurizado (que incluye Geolab), [19] Tri-ATHLETE, Centaur 2, paletas utilitarias portátiles, el concepto de terminal de comunicación portátil y otros. [20] Además, los conceptos operativos explorados incluyeron la comprensión de las diferencias en productividad para las operaciones de la tripulación y el apoyo terrestre con comunicación continua frente a comunicación dos veces al día y la evaluación y comparación de operaciones de dos vehículos en un modo de liderazgo y seguimiento frente a un modo de división y conquista. [3]
El objetivo de PEGS, que se inició en 2004, es desarrollar directrices para el hardware sísmico adecuado para la exploración lunar y marciana. El sistema debe tener un volumen y una masa mínimos, ser autoalimentado y recargable, inalámbrico y adecuado para la exploración planetaria y el entrenamiento de astronautas. El sistema debe ser coherente con la visión de exploración de la NASA en la que los sistemas sísmicos y otros sistemas geofísicos serán elementos clave de la exploración planetaria, las evaluaciones del subsuelo y el desarrollo de recursos. El sistema se probó en el cráter Barringer en 2004, 2005 y 2006, además de en los valles secos de McMurdo de la Antártida en 2005. Se registraron registros de reflexión útiles en Arizona y el estudio de refracción registrado en la Antártida se utilizó para determinar el espesor del relleno del valle. [21] [22]
A fines de agosto y principios de septiembre de 2011, el D-RATS realizó su decimocuarto viaje al desierto de Arizona para continuar probando la tecnología que la NASA necesitará para permitir múltiples destinos para la futura exploración humana, incluida la Luna, los asteroides cercanos a la Tierra (NEA), las lunas de Marte y, en última instancia, la superficie de Marte. El equipo continuó probando el hardware, incluido el vehículo de exploración espacial (SEV), la unidad de demostración de hábitat (HDU) y el sistema de vehículo asistente robótico Centaur.
Como parte del Desafío de Innovación Académica del Hábitat de Explotación (X-Hab), [23] un hábitat inflable acoplable "Loft" diseñado y construido por estudiantes universitarios de la Universidad de Wisconsin-Madison se unirá a la HDU y proporcionará alojamiento para las tripulaciones de astronautas/geólogos.
Uno de los conceptos operativos que se exploraron en la temporada de campo de 2011 fue el efecto de los retrasos en las comunicaciones. Esto no es un gran desafío para los exploradores lunares, ya que el desfase temporal es de sólo un par de segundos, pero en un asteroide cercano a la Tierra el desfase temporal puede ser de un minuto o más, lo que hace imposible una conversación normal. En Marte, es mucho peor, el desfase puede ser de hasta 20 minutos en cada sentido. Las estrategias eficaces para comunicarse en estas condiciones incluyen el uso de mensajes de texto, protocolos de voz específicos y un miembro de la tripulación de retransmisión que no participe en la EVA.
Las pruebas de campo de Desert RATS 2012 no se llevaron a cabo en un desierto ni en un campo, sino en el edificio 9 de JSC, la instalación de maquetas de vehículos espaciales. Las herramientas y los simuladores se configuraron y optimizaron para una misión simulada a un asteroide cercano a la Tierra. Un laboratorio de realidad virtual proporcionó un entorno inmersivo para los miembros de la tripulación de actividad extravehicular (EVA), integrando gráficos en tiempo real con los movimientos de los miembros de la tripulación y las sensaciones cinestésicas de objetos grandes (un asteroide en este caso). El sistema de descarga de gravedad de respuesta activa (ARGOS), un sistema de gravedad reducida basado en grúa, permitió a las tripulaciones realizar EVA en microgravedad simulada . [24]
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