Financiando el futuro del espacio europeo a través del OSIP en 2021

La ESA creó la Plataforma de innovación en espacios abiertos (OSIP) para descifrar e invertir en nuevas ideas no convencionales que podrían beneficiar y promover en gran medida la industria espacial y el mundo académico europeos.

Aquí, las mentes detrás de seis de los proyectos financiados entre noviembre y abril nos cuentan sus proyectos, motivaciones y objetivos, así como las formas en que la financiación de ESA Discovery les está ayudando a llevar su actividad al siguiente nivel.

Aviones que cambian de forma inspirados en la naturaleza

Inspirado en la inmersión a alta velocidad del halcón peregrino, un equipo de Conceptos avanzados estelares está creando un vehículo aéreo no tripulado (UAV) de prueba de concepto con alas que cambian de forma. Una vez liberado desde un satélite en órbita o un pseudo-satélite de gran altitud (HAPS), el UAV descendería a altitudes específicas para realizar tareas como la observación de áreas de desastres naturales o realizar operaciones de búsqueda y rescate.

«Ya sea para la entrada controlada desde la órbita o para devolver los lanzadores reutilizables, la explotación de la elevación aerodinámica tiene un gran potencial para ampliar la gama de aplicaciones de los vehículos espaciales», dice el oficial técnico de la ESA para el proyecto, Johan Steelant.

«A corto plazo, el objetivo de la actividad es ofrecer productos UAV que puedan plegar sus alas como pájaros para un buceo controlado desde gran altura y cuando aterrizan», dice Mike Newsam del equipo Stellar Advanced Concepts. «Cuando se combina con sensores e IA, esta tecnología podría permitir que los UAV diseñados para proteger los aeropuertos intercepten y capturen rápidamente drones maliciosos como un halcón peregrino. A largo plazo, las aletas morphing avanzadas para aviones de pasajeros podrían ofrecer mejoras de rendimiento y reducir las emisiones».

«El apoyo de la ESA nos ha permitido buscar tecnología de vanguardia que sea de alto riesgo y una gran recompensa desde una perspectiva empresarial», continúa Newsam. «Los comentarios de los expertos de la ESA también nos han dado nuevas ideas de aplicaciones para considerar, como winglets morphing para vehículos de lanzamiento reutilizables. Creemos que un programa financiado por la ESA da un fuerte impulso a la credibilidad de los primeros desarrollos tecnológicos en empresas emergentes y pymes».

Acceso más fácil a la información de observación de la Tierra

¿Cuánto se han movido los glaciares en los últimos cinco años? Acceder a los datos necesarios para responder a esta pregunta y analizarlos normalmente requeriría experiencia científica y computacional avanzada. Pero, ¿qué pasaría si pudiera obtener la respuesta simplemente haciendo esa pregunta exacta a una computadora? Ese es el objetivo de un equipo en EPFL que están diseñando un asistente de inteligencia artificial para interactuar con los datos de observación de la Tierra.

«El proyecto está explorando nuevas formas para que los humanos interactúen con datos de teledetección», dice Devis Tuia, jefe del proyecto en EPFL. «Nuestra candidata al doctorado Christel Chappuis está desarrollando un modelo de aprendizaje automático que permitirá a los no expertos acceder a la información contenida en los datos de observación de la Tierra simplemente haciendo preguntas como lo harían con otro humano. El modelo establecerá la conexión entre el lenguaje natural del pregunta y los datos y análisis de imágenes relevantes para proporcionar respuestas útiles «.

«Este tipo de investigación cofinanciada entre la ESA y las principales universidades y centros de investigación de Europa acelera el intercambio de ideas», dice Bertrand Le Saux, responsable técnico de la ESA. «Esto es especialmente útil para aprovechar el rápido progreso de campos como el procesamiento del lenguaje natural para aplicaciones espaciales».

Al facilitar el entrada a los conocimientos de observación de la Tierra, el proyecto podría ampliar la audiencia de empresarios y responsables políticos potenciales, lo que conduciría a la creación de nuevas ideas comerciales imprevistas y aumentaría el impacto de los datos en la economía y la sociedad.

Esponjas de alta tecnología para una protección contra la radiación confiable

Los astronautas están expuestos a altos niveles de radiación espacial, especialmente cuando realizan una caminata espacial. Proyectos anteriores de la ESA han desarrollado trajes espaciales que utilizan agua para proteger las partes del cuerpo más sensibles a la radiación, y estos han sido probados a bordo del Estación Espacial Internacional.

Pero el uso de agua líquida da como resultado recipientes desiguales y voluminosos con el potencial de tener fugas. Un proyecto cofinanciado liderado por Universidad de Gante está abordando esto reemplazando el líquido con polímeros superabsorbentes que, en cambio, pueden absorber varios cientos de veces su propio peso en agua. Esto debería resultar en un blindaje personal contra la radiación más resistente y cómodo para los astronautas.

«La creciente participación de la ESA en la exploración humana en la Luna y en Marte ha renovado el enfoque en uno de los mayores desafíos para los vuelos espaciales tripulados: la radiación», dice Riccardo Rampini, oficial técnico de la ESA.

«El apoyo de ESA Discovery nos permite abordar los desafíos que hemos encontrado en el proyecto y desarrollar y probar nuevos materiales junto con expertos de la ESA», dice Tom Gheysens, quien dirige el equipo de la Universidad de Ghent. «Si todo va bien, estaremos al borde de un nuevo tipo de traje espacial con protección contra la radiación».

Además de proteger a los astronautas de agencias espaciales como la ESA, un blindaje contra la radiación confiable y cómodo también será crucial para la industria emergente del turismo espacial comercial.

Una impresora 3D de crecimiento propio para la Luna

Las plantas son las fábricas de la naturaleza, que transforman los minerales y el agua en materia orgánica estructural, como fibras y celulosa. ¿Podríamos aprovechar estos procesos en la Luna? Un equipo de investigación del Universidad de Trieste está examinando la viabilidad de utilizar fibras vegetales cultivadas in situ en la Luna para producir la materia prima para una impresora 3D.

«Construir una base para humanos en la Luna o Marte requerirá recursos para la construcción de sus estructuras e instalaciones. Pero estos recursos son pesados, voluminosos y, por lo tanto, muy costosos de enviar fuera de la gravedad de la Tierra», dice Advenit Makaya, oficial técnico de la ESA para el proyecto.

Una pequeña impresora 3D transportada a la superficie lunar podría usar este material orgánico cultivado y cosechado localmente para fabricar nuevos módulos complejos y escalables que luego serían conectados a la impresora por un robot, lo que permitiría que la impresora ‘creciera’ y expandiera sus capacidades de producción. .

«En la Universidad de Trieste creemos que este punto de encuentro entre la impresión 3D y el cultivo tiene el potencial de ser una tecnología clave en el asentamiento temporal o a largo plazo de la Luna. La financiación y el apoyo de la ESA nos han permitido explorar el características y problemas de este paradigma; en última instancia, nos permitirá superar algunos de sus desafíos centrales, llevando la tecnología hacia adelante y más cerca de un plan de implementación realista «.

Seguimiento del plástico en las vías navegables de Indonesia

Los ríos son una fuente importante de contaminación plástica que ingresa al océano. A medida que el plástico viaja por los ríos, puede agregarse para formar parches más grandes que pueden identificarse en función de la forma en que reflejan ciertas longitudes de onda de luz.

Un equipo de Deltares está investigando la posibilidad de detectar estas acumulaciones de residuos plásticos utilizando datos de teledetección recopilados por sensores ópticos y de microondas en una serie de satélites europeos.

«La capacidad de monitorear los desechos plásticos en los ríos ayudaría a los investigadores a modelar cómo fluye la contaminación plástica de la tierra al medio marino y nos ayudaría a evaluar la efectividad de las políticas de gestión de desechos», dice el técnico de la ESA Paolo Corradi. «Junto con los otros proyectos de esta Campaña de Descubrimiento de la ESA, la actividad ayudará a desarrollar y mejorar las técnicas y tecnologías de detección de contaminación plástica para misiones de teledetección actuales y futuras».

«El apoyo de ESA Discovery nos brinda acceso a la gama de diferentes sensores satelitales que necesitamos para desarrollar un método de monitoreo de múltiples sensores para detectar desechos plásticos flotantes», dice Marieke Eleveld de Deltares. «Combinando estos datos satelitales con los datos que nuestro equipo recopila en el sitio utilizando un sistema de captura de plástico RiverRecycle y avanzando en las técnicas de ciencia de datos relevantes, esperamos brindar a los gobiernos regionales y nacionales la información que tanto necesitan para el diseño y la evaluación de medidas para reducir los desechos plásticos que llegan al océano «.

Girando en IA para apoyar las actividades de ingeniería espacial

Gran parte de la información crucial en los documentos de ingeniería todavía se basa en texto, ya sea porque el retorno de la inversión de la introducción de modelos es demasiado bajo o porque la información se expresa de manera más eficiente en lenguaje natural, incluso si eso puede dar lugar a inconsistencias e inexactitudes.

Un equipo de Thales Alenia Space está estudiando cómo el procesamiento del lenguaje natural impulsado por la inteligencia artificial puede ayudar a los ingenieros espaciales a reducir el costo y el tiempo de espera de sus actividades al mejorar la forma en que navegan por el contenido textual importante, proporcionar vínculos entre los documentos relevantes y confirmar la coherencia, y facilitar la reutilización eficiente del conocimiento .

«Todo, desde los requisitos de la misión hasta los manuales de usuario, se basa en texto», dice el responsable técnico de la ESA, Jean-Loup Terraillon. «Así que esta actividad tendrá un impacto en las actividades de ingeniería a lo largo del ciclo de vida de una misión espacial».

«La inteligencia artificial jugará un papel importante en el futuro de la ingeniería espacial, mejorando enormemente la productividad, reduciendo los costos y ayudándonos a gestionar la complejidad cada vez mayor de las misiones», dice Gerald García de Thales Alenia Space. «Nuestro proyecto se ha propuesto responder a las preguntas de ‘¿cómo?’ y ‘¿cuándo?’. Como comunidad espacial europea, tenemos que empezar a prepararnos ahora mismo para mantener nuestra ventaja competitiva, ¡y estamos agradecidos al programa Discovery & Preparation de la ESA por apoyarnos en este camino! «

Descubra más sobre la Plataforma de Innovación de Espacio Abierto de la ESA, incluido cómo puede enviar sus propias ideas, a través de nuestro página web dedicada.