El género humano lleva casi 50 años sin poner un pie en la Luna, desde 1972. Pero, si todo va según lo previsto, volveremos dentro de poco. La NASA está desarrollando actualmente el programa Artemis, en honor a la diosa griega de la caza y la Luna. La misión no tripulada Artemis I probará un nuevo cohete, el Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS). El SLS es el cohete más potente jamás construido, con capacidad para generar una propulsión de 39,1 meganewtons.
Pero el SLS solo es una parte de la tecnología de Artemis. Sobre el SLS, a más de 30 pisos de altura, viajará Orión, con capacidad para transportar hasta seis personas a la Luna y más allá. Se ha diseñado para proteger a la tripulación de las condiciones extremas del espacio profundo. El SLS pondrá a Orión en órbita lunar.
Artemis I representa un paso importante en la exploración de la Luna y la futura construcción de un campamento base lunar. Artemis II repetirá el viaje un año después, pero con astronautas a bordo de la nave Orión. Y Artemis III llevará a la primer mujer y la primer persona de piel oscura a la superficie lunar en 2024. Las futuras misiones de Artemis construirán infraestructuras en la Luna, que permitirán la exploración, la industria y la innovación, así como realizar una demostración de las capacidades que podrían llevarnos a Marte.
Aunque la diosa griega Artemisa nació antes que su hermano mellizo Apolo, el programa Artemis de la NASA es más inteligente e innovador que el programa Apolo. Los equipos informáticos a bordo del Apolo 11, que transportó a los primeros seres humanos a la Luna en 1969, contaban con 4 kilobytes de RAM. Los teléfonos iPhone de última generación tienen un millón más, y los equipos informáticos utilizados para desarrollar y ejecutar el software de Artemis cuentan con mucha más RAM. Y no se trata solo de la memoria. El equipo de ingeniería dispone de nuevos conjuntos de herramientas que ayudan a trabajar de manera más inteligente, lo que agiliza el proceso de diseño.
El SLS de la NASA tiene aproximadamente 98 metros de altura. La etapa central mide alrededor de 64,5 metros. La nave espacial Orión se encuentra en la parte superior del sistema y tiene unos 3 metros de altura, casi 5 metros de diámetro y cerca de 9 metros cúbicos de volumen habitable.
Ilustración artística del SLS de la NASA. (Imagen cortesía de Lockheed Martin Corporation)
Bajo el capó
Después de graduarse en la universidad, Héctor Hernandez se incorporó a Lockheed Martin para trabajar en Orión. “Deseamos establecer una presencia a largo plazo en la Luna con el fin de prepararnos para un mayor desafío: ir a Marte. Ese es nuestro interés, en realidad”.
Hernandez es el analista principal del sistema de energía de Orión. Su equipo utiliza software para modelar todo el hardware, y así anticipar y evitar cualquier error. “Nos aseguramos de que todos los componentes conectados al sistema, y el propio sistema, puedan funcionar bien juntos”, afirma.
“Deseamos establecer una presencia a largo plazo en la Luna con el fin de prepararnos para el mayor desafío: ir a Marte. Ese es nuestro interés, en realidad”.
Héctor Hernandez, analista principal del sistema de energía de Orión de la NASA
El sistema de energía incluye baterías, paneles solares, equipos informáticos, cables y conexiones (nodos). El éxito de la misión y la supervivencia de la tripulación dependen de la calidad de la energía, de modo que la tensión que reciben todos los componentes debe tener el rango adecuado, y se deben evitar las fluctuaciones significativas de tensión. Los modelos ayudan a decidir los tamaños y las conexiones entre los diversos elementos. También ayudan a supervisar una misión y tomar decisiones críticas. Si algo sale mal en la nave espacial real, se puede simular el fallo, ver cómo reacciona el modelo y sugerir a los operadores de la misión si deben abortarla o adoptar otras medidas.
Hernandez también ha empleado Simulink® para desarrollar un modelo denominado Capacidad de energía de la nave espacial (SPoC). Creó muchos de los bloques de ese modelo con Simscape Electrical™, que modela la física de sistemas eléctricos y cuenta con bloques para baterías, celdas solares, y mucho más. Antiguamente, estas tareas se realizaban con hojas de cálculo de Microsoft® Excel®. Hernandez las sigue utilizando para obtener resultados rápidos, pero no son útiles para modelar sistemas multimodo con muchas uniones de cables. “Para solucionar problemas más complejos, utilizamos SPoC”, explica.
Y agrega: “Soy una persona visual”. Mover los componentes de un lado a otro permite tener una idea intuitiva de cómo está conectado todo. Con Simulink, no hay necesidad de gestionar una gran cantidad de código elemental. Los modelos son más fáciles de comprender, y permite que los desarrolladores puedan ocultar propiedad intelectual en los bloques. “Permite ocultar datos complicados bajo el capó”, dice Hernandez.
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