En miras a los próximos grandes objetivos de exploración espacial de la humanidad, que apuntan al envío de robots tanto a Marte como a la Luna, México también desarrolla diversos proyectos para la exploración del satélite natural de la Tierra. Una de las misiones más próximas a ser lanzada, es la misión COLMENA; la primera de una serie de misiones que se van a enviar a la Luna con el objetivo de desarrollar tecnología de microrobótica para exploración espacial.

La carga útil de la misión COLMENA se compone de nueve robots que tienen una forma similar a la de engranes con cuatro centímetros de altura y ocho centímetros de diámetro, además de un módulo de telecomunicaciones, telemetría y despegue con una masa de 500 gramos.

El propósito de mandar nueve robots pequeños es desplegarlos de manera aleatoria en la superficie lunar, navegando de manera autónoma para encontrarse los unos con otros, conectarse eléctricamente y crear un panel solar de mayor tamaño.

Los investigadores de LINX apostaron que en lugar de enviar un rover más grande, que implique un sistema muy sofisticado y caro, es mejor enviar varios robots pequeños, más baratos y reemplazables, pueden lograr varias tareas trabajando cómo un colectivo similar a una marabunta de hormigas o a un enjambre de abejas, motivo por el cual la misión lleva el nombre de COLMENA.

Robots que serán utilizados en la Misión COLMENA Foto: UNAM

El objetivo de los pequeños robots es estudiar el regolito. Este es un polvo producido por fragmentación debido al impacto a lo largo de 4 mil 600 millones de años de bombardeo de micrometeoritos. Este polvo de granos sumamente irregulares y abrasivos con tamaños de entre 30 y 50 milímetros, pero con escalas que alcanzan medidas de nanómetros, es cargado electrostáticamente por la radiación solar UV, permitiéndoles generar un campo electrostático, que permite que los granos más chicos leviten cerca de la superficie lunar, y estos en combinación con fotoelectrones del regolito y electrones, así como iones del viento solar formen un plasma polvoroso sobre la superficie. Lo cuál se vuelve un fenómeno de interés científico, pues los asteroides y lunas generalmente no tienen atmósferas o campos magnéticos propios.

Por lo tanto, los robots de COLMENA deben enfrentar el plasma que se extiende de 20 a 30 centímetros sobre la superficie, condiciones completamente diferentes a las de un rover de mayor tamaño, por lo que operar dentro del límite del plasma polvoroso vuelve a esta misión algo único en su tecnología.

El equipo de investigación del ICN, ha señalado que esta misión está pensada para obtener resultados de camino a las próximas décadas, cuando la minería en asteroides sea una realidad, por lo cual, es importante colocar a México como un posible socio dentro de este nicho.

Lo anterior, según el equipo de investigación del ICN, porque gran parte de la tecnología se basa en tierras raras y metales preciosos, pero cuándo estos comiencen a escasear en la Tierra, será comercialmente viable la explotación de dichos elementos en asteroides.

Pues con cálculos estimados, de un asteroide que mida un kilómetro de diámetro, se podría obtener hasta un trillón de dólares en platino y otros elementos.

Tamaño real de los robots para la Misión COLMENA. Foto: UNAM

Según LINX, la misión COLMENA puede dividirse hasta en cinco fases. La primera, comprende el lanzamiento y el alunizaje, que puede durar entre uno y cuatro meses. De esta manera, cómo la misión está planeada para lanzarse en septiembre de 2021, a través de la nave Peregrine de la empresa privada estadounidense Astrobotic, el alunizaje ocurriría en diciembre de 2021. Durante este tiempo toda la carga útil se encontrará apagada.

En la fase dos, iniciando el llamado amanecer lunar, se esperará de uno a dos días a que se disipe el combustible venteado al aterrizar, a que se asiente el exceso de regolito, y a que se desplieguen y alejen de la nave otros rovers grandes parte de la carga de Peregrine, que pudieran interferir con los robots de COLMENA.

Nave Peregrine, dónde viajará la Misión Colmena y otros proyectos de exploración lunar. Foto: UNAM

La fase tres corresponde principalmente a la validación científica y adicionalmente la investigación en enero de 2022. Los robots serán desplegados en una especie de catapulta y utilizando energía solar navegarán, se aglomerarán y conectarán en un periodo de tres horas para comprobar el funcionamiento de los robots.

Al término de la validación tecnológica de la fase tres, daría inicio la fase cuatro que se extiende entre 7 a 10 días terrestres, aproximadamente hasta el anochecer lunar, durante los cuales los robots de manera autónoma dedicarán toda su energía a la medición de los parámetros de caracterización del plasma polvoroso en la capa límite de la superficie lunar.

En la fase cinco, se intentará enlazar con los robots en el segundo día lunar para verificar la supervivencia de la misión COLMENA a la agresiva noche lunar. Este se considera cómo un suceso extendido pues tampoco es seguro que el aterrizador haya sobrevivido. Finalmente, los análisis científicos y las publicaciones de los resultados de la misión COLMENA se extenderán hasta finales de 2022.

COLMENA es desarrollada desde 2019 en el Laboratorio de Instrumentación Espacial (LINX), del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), con apoyo de la Agencia Espacial Mexicana (AEM), el Concejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), el gobierno del estado de Hidalgo y diversas empresas privadas.

Cómo un proyecto mayormente universitario, han participado alumnos de diversas carreras y niveles académicos, no sólo de la UNAM y sus escuelas preparatorias, sino también del Instituto Politécnico Nacional (IPN), la Universidad Autónoma de Chiapas (UNACH), y se estima que hasta el final del desarrollo de la misión se haya contado con el trabajo de al menos 250 alumnos.