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Portugueses vão estrear-se a controlar robôs na Estação Espacial Internacional

Tanto nos EUA como em Portugal há a expectativa de que os ensaios previstos para novembro já possam contar com três robôs voadores SPHERES. O que permite testar formações mais complexas em ambiente de microgravidade.

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Uma equipa de investigadores do Instituto Superior Técnico vai testar a 16 de agosto algoritmos de controlo de formação com dois robôs voadores que se encontram na Estação Espacial Internacional (ISS). «É a primeira vez que isto é feito com investigadores portugueses», lembra Rodrigo Ventura, professor do Instituto Superior Técnico (IST) e orientador do projeto levado a cabo no âmbito da parceria MIT Portugal.

A primeira de sessão de testes não deverá demorar mais de duas horas. Os mentores do projeto contam levar a cabo uma segunda sessão de testes na ISS durante o mês de novembro. Ambas sessões serão úteis para perceber o desempenho de algoritmos que gerem missões de voo que envolvem mais de dois dispositivos voadores.

Os algoritmos têm vindo a ser desenvolvidos nos últimos meses por Duarte Dias da Escola Politécnica Federal de Lausana, Suíça, e Pedro Roque, do Instituto Real de Tecnologia de Estocolmo, Suécia, com a orientação de Pedro Lima e Rodrigo Ventura, do Instituto Superior Técnico, e ainda David Miller, do MIT. A equipa só fica completa com um quinto membro: Danilo Roascio, aluno de doutoramento do MIT, que vai acompanhar os ensaios a partir de Boston e dar os comandos e indicações necessárias ao astronauta responsável por montar a experiência que envolve dois robôs Spheres, que se encontram na ISS desde 2006.

Uma das imagens da NASA com testes na ISS com os robôs Spheres

Uma das imagens da NASA com testes na ISS com os robôs Spheres

SPHERES é a sigla de Synchronized Position Hold Engage and Reorient Experimental Satellite. Estes pequenos «satélites», com 21 centímetros de diâmetro, foram criados pela NASA e pelo MIT para permitir a realização de manobras de teste em ambientes com ausência de gravidade, como a ISS. Os algoritmos criados pela equipa portuguesa têm por principal objetivo garantir que dois ou mais veículos conseguem manter diferentes formações durante um percurso ou uma missão espacial.

A sessão de agosto só deverá contar com dois destes pequenos veículos voadores – mas tanto nos EUA como em Portugal há a expectativa de que os ensaios previstos para novembro já possam contar com três robôs voadores SPHERES. O que permite testar formações mais complexas em ambiente de microgravidade.

«O ambiente sem gravidade pode ser muito importante para testar algoritmos que, por exemplo, serão usados no controlo de formações de constelações de satélites. Fazer testes em ambientes de microgravidade com maiores períodos já implica ir à ISS», explica Rodrigo Ventura, numa alusão ao facto de, em Terra, apenas ser possível simular a inexistência de gravidade em mesas de almofadas de ar que não contemplam todos os movimentos possíveis ou em aviões que executam voos parabólicos e que alcançam a microgravidade em períodos que não excedem os 20 segundos.

Depois de eliminados bugs ou incompatibilidades, os algoritmos criados pela equipa portuguesa são enviados através de comunicações rádio para a ISS, a fim de que, no veículo espacial que se encontra a orbitar a 400 quilómetros de altitude, um dos astronautas de serviço faça o download e proceda a instalação deste software made in Portugal para os robôs e para um portátil. Rodrigo Ventura lembra que, durante os testes, parte dos algoritmos haverá de correr nos robôs, enquanto outra parte fica a correr num portátil. Esta repartição deve-se às limitações do poder computacional que os SPHERES já vão denotando ao cabo de 12 anos de testes na ISS.

Rodrigo Ventura aponta para um objetivo último e genérico destes testes na ISS: «contribuir para a exploração espacial». Os algoritmos de controlo de formação criados pela equipa portuguesa é composto por um módulo que determina a distância entre dois ou mais veículos a partir de grafos, e um segundo módulo que procede à otimização de trajetórias de um grupo de veículos ao cabo de alguns intervalos de tempo. Com estes algoritmos, uma formação de robôs ganha a capacidade para «planear uma missão, sem perder a capacidade para reagir a imprevistos, uma vez que as trajetórias estão sempre a ser revistas».

Antes dos testes na ISS, os algoritmos criados pelos investigadores do programa MIT-Portugal foram sujeitos a vários ensaios que terão permitido eliminar erros e bugs. Rodrigo Ventura não esconde que até 16 de agosto a curiosidade de engenheiro permanece em suspenso: «Achamos que é algo improvável, mas se acontecer algo errado é também uma oportunidade de estudo. Se tudo correr bem tentaremos evoluir para cenários mais complexos, que poderão já envolver a interação com objetos».

As sessões de agosto e novembro não esgotam os ensaios que o IST pretende levar a cabo no Espaço: Rodrigo Ventura acredita que, entre 2019 e 2020, será possível vir a testar novos algoritmos com os veículos Astrobee – os sucessores mais sofisticados dos SPHERES.

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