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sábado, 26 de noviembre de 2016

MAS CERCA DE AVERIGUAR LA CAUSA DEL ACCIDENTE DE SCHIAPARELLI

El 19 de octubre la sonda Schiaparelli se estrelló en Marte. Terminaba así el primer intento de la agencia espacial europea (ESA) para aterrizar en el planeta rojo. Desde entonces, y como es lógico, han surgido todo tipo de teorías para explicar el fracaso. En un principio los propios altos cargos de la ESA señalaron al sistema de control y, más concretamente, al software como el culpable, pero pronto aparecieron hipótesis alternativas. ¿Y en qué ha quedado el asunto? Pues a la espera del informe final, la ESA ha hecho público un detalle fundamental: el accidente fue debido a un fallo de la IMU.
Imagen en color de los restos de Schiaparelli en Meridiani Planum obtenida por la cámara HiRISE de la sonda MRO (NASA/JPL/University of Arizona).
Vale, ¿pero qué es una IMU? Para los que no lo sepan, una IMU, o unidad de medición inercial, es un sistema formado por un conjunto de acelerómetros y giróscopos que registra las fuerzas y velocidades de giro que experimenta un objeto y traslada estos datos al resto del sistema de control del vehículo o GNC (‘sistema de guiado, navegación y control’), el cual los convierte en una trayectoria. Es decir, la IMU le permite saber a una nave espacial —o un avión o un cohete— su orientación y dónde está en cada momento.
Unidad inercial MIMU (Miniature Inertial Mesurement Unit) de Honeywell que llevaba Schiaparelli (Honeywell).
En el caso de Schiaparelli se produjo una ‘saturación inesperada’ de la IMU durante un segundo cuando se desplegó el paracaídas y la nave comenzó a balancearse de las líneas en un fuerte movimiento de nutación. El sistema había sido programado para tolerar giros de hasta 150º por segundo, pero todo indica que en esta etapa se superó el valor máximo de la IMU, de 180º por segundo. Pero el sistema de control no supo interpretar correctamente los datos de la IMU sobre la orientación del vehículo.
El sistema GNC se desorientó cuando el radar Doppler, que permite calcular la velocidad y altura con respecto al suelo, comenzó a aportar sus propios datos a 3,7 kilómetros sobre la superficie. En esta etapa Schiaparelli no podía depender únicamente de los datos del radar porque, obviamente, el movimiento de bamboleo bajo las líneas del paracaídas hace que el haz de radar no apunte continuamente hacia el suelo, por que es preciso saber la orientación de la sonda para corregir los datos del radar.
Como resultado el sistema de control creyó que la nave estaba a dos kilómetros bajo la superficie y ordenó que se desprendiese el paracaídas y se apagasen prematuramente los nueve impulsores de hidracina tras solo un segundo de funcionamiento, así que la nave cayó libremente hasta impactar contra el suelo a 540 km/h. De acuerdo con la ESA, el fallo ha sido reproducido en simuladores del sistema de control, obteniéndose los fatídicos resultados conocidos por todos.
Lo que no se entiende es que una saturación de la IMU de un segundo hiciese creer a Schiaparelli que ya había aterrizado. Evidentemente, a la velocidad que iba la nave a 3,7 kilómetros de altura es físicamente imposible que en un segundo pudiera alcanzar la superficie, algo que debería haber tenido en cuenta el sistema GNC. Si la defensa no aporta alguna coartada, está claro que el sistema GNC, y más concretamente su software, sería el segundo culpable del accidente, tal y como se insinuó en un principio (recordemos que este software ha sido desarrollado por la empresa española GMV). Sea como sea, conviene recordar que el software se ajustó a unas especificaciones determinadas y, en todo caso, habría que buscar el fallo en dichas especificaciones previas.
Secuencias de la fase EDL y del sistema GNC de Schiaparelli (Thales Alenia).
¿Caso cerrado? No tan rápido. Primero, no sabemos qué causó la saturación de la IMU —de fabricación estadounidense, por cierto— en primer lugar. ¿Por qué osciló tan rápido Schiaparelli bajo el paracaídas?¿Fue debido a un fallo mecánico?¿Por qué no se previó esta posibilidad? Pero, por encima de todo y como ya hemos apuntado por aquí, si el fallo radicaba en el software, ¿por qué ningún control de calidad fue capaz de detectarlo?¿Qué pasa con la responsabilidad sobre las especificaciones por las que se regía el software (GMV no desarrolló estas especificaciones ni, por cierto, los algoritmos en los que se basa)? Este hecho es especialmente sangrante si recordamos que el primer vuelo del Ariane 5 en 1996 también terminó en fracaso por un mal funcionamiento del sistema GNC.
Ahora deberemos esperar a enero de 2017 hasta que aparezca el informe final sobre el accidente de Schiaparelli. Antes, los ministros europeos deben decidir el próximo diciembre si finalmente dan 300 millones de euros a la misión ExoMars 2020 para que pueda seguir adelante, una misión que también empleará parte de la tecnología de Schiaparelli.
Schiaparelli en el momento de la separación del paracaídas y encendido de los motores (ESA).
Referencias:
FUENTE

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