UNAM
08 de diciembre de 2022
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¿Cómo ves?
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¿Quién es?
Gustavo Medina-Tanco
Foto: Arturo Orta

No. 288 Gustavo Medina-Tanco

La primera misión lunar que emprende México

Dentro de poco, si no lo han hecho ya para cuando se publique este número de ¿Cómo ves?, cinco microrrobots autónomos saldrán despedidos de una minicatapulta desde un módulo lunar y caerán en la superficie de nuestro satélite. Parecidos a discos o engranes, cada uno cabe fácilmente en la palma de la mano y tiene un circuito integrado. Todos juntos, más la catapulta, pesan unos 500 gramos. Ya en la Luna, los microrrobots se activarán gracias a la energía obtenida por sus paneles solares y se buscarán entre sí hasta formar una aglomeración o enjambre. ¿Su misión? Hacer mediciones para caracterizar el regolito: un polvo muy fino y abrasivo, cargado eléctricamente, que levita a unos centímetros del suelo lunar. Así arrancará el proyecto COLMENA, encabezado por el Laboratorio de Instrumentación Espacial (LINX) del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, y el primero que enviará al espacio aparatos y sistemas enteramente diseñados y construidos en México. También será el primero que investigue el regolito lunar y qué lo hace levitar.

Además de estudiar esa capa de polvo de aproximadamente 20 centímetros de espesor, la misión COLMENA busca demostrar que es factible operar los microrrobots autónomos sobre la superficie lunar y su capacidad de funcionar como enjambre.

Desde que nació hace cinco años, en COLMENA han participado más de 200 egresados de diferentes carreras y niveles académicos de la UNAM, el Instituto Politécnico Nacional y la Universidad Autónoma de Chihuahua. Es el proyecto más ambicioso del LINX. Su líder es Gustavo Medina- Tanco quien, además, es investigador del Departamento de Física de Altas Energías y profesor en el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM. Docente en universidades de Brasil, Estados Unidos, Japón y Francia, recibió recientemente la Medalla Fernando Alba del Instituto de Física de la UNAM, que premia a científicos por sus aportaciones notables en el campo de la física experimental. Colabora en el Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger y en JEM-EUSO, un proyecto internacional para realizar observaciones desde el espacio.

COLMENA es la primera misión lunar que emprende México y es un proyecto innovador. Por primera vez se utilizarán sobre la superficie de un cuerpo celeste robots autónomos tan pequeños y ligeros. ¿Cuáles son sus características?

Cada uno tiene una forma circular que se asemeja a engranes ensamblados, dos ruedas y un panel solar en el centro; pesa 57.4 gramos y mide 120 milímetros por 54 milímetros; está hecho con polímeros, fibra de carbono y algunos metales; tiene capacidad de procesamiento en tiempo real, está provisto de giróscopos, acelerómetros, sensores de temperatura y de campo magnético, un sistema de radiofrecuencia en 13 bandas y un radar. Sus paneles solares son flexibles, pues deben soportar vibraciones y choques en el lanzamiento; posee dos motores independientes para locomoción que pueden funcionar en cualquiera de sus dos lados. La parte electrónica está contenida en un único circuito impreso.

¿Cuál será la logística de la misión inaugural de COLMENA?

Primero un cohete despegará de Cabo Cañaveral, Florida, con la nave Peregrine del programa Artemisa de la NASA, a finales de este año. Peregrine llevará los cinco microrrobots para alunizar en diversos lugares de la superficie de nuestro satélite natural y después navegarán de forma autónoma hasta encontrarse. La operación sobre la Luna durará aproximadamente 8 días terrestres. Desde la Tierra se desplegará el sistema de control manejado por el LINX y se liberarán los robots sobre la superficie lunar. Los robots se encenderán gracias a la energía que les proveen sus paneles solares; se calibrarán y se agruparán formando un enjambre para comenzar a transmitir señales al sistema de control, medir los parámetros y caracterizar el regolito lunar en levitación, que es dañino tanto para los astronautas como para los aparatos.

¿Quiénes participan en COLMENA, además de la UNAM?

El proyecto COLMENA es de concepción y realización exclusiva de LINX, aunque nos hemos beneficiado del apoyo de otras dependencias de la UNAM, como los institutos de Geofísica y de Materiales. También del Laboratorio de Integración y Pruebas Aeroespaciales del Instituto Politécnico Nacional. Hubo apoyo financiero del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), del estado de Hidalgo y de la Secretaría de Relaciones Exteriores. Inicialmente realizamos consultorías sobre materiales y procesos de manufactura con el Instituto de Investigación en Astrofísica y Planetología y la Universidad Paul Sabatier, ambos de Francia.

¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

Trabajo en dos grandes áreas: el estudio de astropartículas y el desarrollo de ingeniería espacial. La primera busca entender los fundamentos físicos del Universo, las partículas de muy alta energía, las leyes que rigen sus interacciones y los mecanismos de aceleración que las generan.

Investigo aspectos teóricos y experimentales en el ámbito de grandes colaboraciones internacionales como el Observatorio Pierre Auger, un experimento en el que participan 17 países, localizado en la Patagonia Argentina, que consta de 1 600 detectores colocados en un terreno de 3 000 km2 para medir esas partículas de alta energía.

Otra área es la Colaboración Internacional JEM-EUSO, con la intervención de 16 países y más de 500 científicos de 80 instituciones, donde desarrollamos nuevos instrumentos con detectores orbitales para observaciones desde el espacio. Hasta el momento se han concebido tres prototipos de esa nueva tecnología. El primero es un telescopio construido con la Agencia Espacial Francesa y seis países, lanzado a la estratósfera desde Canadá, a 40 kilómetros de altura. El segundo es un telescopio más grande, de 4 toneladas y media, que se construyó bajo la coordinación de la NASA y también se lanzó desde Canadá. El tercer instrumento es una cámara ultravioleta, una especie de telescopio, que ya está operando en la Estación Espacial Internacional; en su construcción participaron otros seis países y la coordinaron las agencias espaciales italiana y rusa. Estamos proponiendo a la NASA una nueva misión, muy grande, de dos satélites, denominada POEMMA.

¿Cuál es el papel de la UNAM y de México en la ciencia espacial?

Desde la UNAM estamos interesados en la investigación tanto de la ciencia básica como de la experimental, en la formación de recursos humanos especializados, en crear infraestructura y desarrollar en paralelo misiones que no son necesariamente de interés científico, pero importantes para el desarrollo de México en el sector espacial. En 2021 desarrollamos un satélite que lanzamos desde India y el año próximo vamos a lanzar otro que cuenta con inteligencia artificial y nuevos detectores para observar el clima espacial.

México es la décimo quinta economía mundial y este es un desafío que debemos enfrentar. El mundo está viviendo grandes transformaciones con el Espacio 4.0, concepto que se refiere a la llegada de una nueva era espacial, menos costosa tanto en sistemas informáticos (hardware) como en lanzamientos, y que integre a medianos emprendedores asociados con la academia y los gobiernos. Contamos ya con satélites en órbita ligados a dispositivos orbitales y terrestres del internet de las cosas que recogen datos y los transforman en servicios, y con la digitalización como su producto base, incluso procesando datos directamente en el espacio. Se trata de un modelo en el cual se desarrollarán servicios innovadores, entre ellos la recarga de combustible y el mantenimiento satelital, así como la limpieza de basura espacial. El Espacio 4.0 impactará positivamente en la economía de los países en áreas como la agricultura de precisión, el combate al cambio climático, la seguridad, el uso sustentable de recursos naturales, la administración y vigilancia de aguas profundas, la obtención de imágenes del planeta en tiempo real y de alta resolución, así como el control remoto de robots para cirugías. Si México no da pasos decisivos en esas tecnologías, se quedará fuera; otros países están participando con éxito a partir de altos niveles de inversión y políticas científicas sólidas y de largo plazo.

¿Qué significa para usted México?

Tiene muchas cosas en común con Argentina, mi país natal, y me siento como en casa. Después de aceptar varias invitaciones, tomé la acertada decisión de instalarme aquí. Me gusta aprender y estoy convencido de que la mejor forma de lograr metas es trabajando en equipo; en México tengo la posibilidad de desarrollarme y de aportar algo a la sociedad.

Anayansin Inzunza

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