Apollo 17 VR – Conduciendo un Rover Lunar

Space Robotics te pone a los mandos de un rover lunar recreando la misión Apolo 17 como experiencia de Realidad Virtual.

Acerca del Apollo 17

Tras un intensa campaña política que prometía superioridad frente a la URSS en materias de exploración espacial y misiles de defensa, John F. Kennedy fue elegido presidente de los Estados Unidos en noviembre de 1960. Ese mismo año, el programa Apollo nacía dentro de la NASA, aunque su propósito era todavía un tanto incierto. El objetivo de los grandes esfuerzos que supondría el programa Apolo se hizo más y más claro con el paso de los meses, y quedó firmemente establecido con el famoso discurso de Kennedy «Elegimos ir a la Luna» en 1962, durante el que declaró que este programa llevaría con éxito a un hombre hasta la Luna y lo traería sano y salvo de vuelta a la Tierra, y que además, lo haría antes de que finlizase la década de los 60. En la NASA, necesitaron nueve años de desarrollo de nuevas tecnologías y constantes ideas innovadoras además de más de quince mil millones de dólares en salarios y contratos, pero en julio de 1969, finalmente lograron alunizar una nave tripulada y traer con éxito a los astronautas de vuelta hasta la Tierra.

El Apolo 11 fue la primera misión tripulada en aterrizar sobre la superficie, y habrió las puertas a las más largas y complejas misiones Apolo que se sucedieron entre 1969 y 1972; pero como su nombre quizás sugiera, no fue la primera misión del programa. Lanzar, aterrizar y recuperar el Apollo 11 requería de una tecnología que no existía a principios de la década de 1960 y que incluso muchos empleados de la NASA ni siquiera creían que fuese posible desarrollar a tiempo. Así, durante la Carrera Espacial, el cohete Saturno I se refinó hasta construir el Saturno IB, que posteriormente se convirtiría en el mundialmente conocido Saturno V, el vehículo de lanzamiento pesado más grande jamás construido por la NASA, y el único capaz de impulsar las misiones Apollo hacia la luna. Los Módulos de Comando, de Servicio y Lunar del programa Apolo tuvieron que diseñarse de cero para cumplir con los exigentes requisitos de la misión; y también hubo que crear una red de comunicaciones por radio lo suficientemente potente como para alcanzar la Luna y un ambicioso sistema de televisión. Para testear todos estos nuevos dispositivos y protocolos, se lanzaron 10 misiones Apollo antes de la triunfal Apollo 11.

Sea como fuere, el hecho es que en 1969, el Apollo 11 logró alunizar, y mientras el mundo celebraba su éxito, en la NASA, ya tenían la cabeza puesta en las siguientse misiónes. El Apolo 12 y el Apolo 14 siguiereron los pasos de su hermano mayor, y tras sus respectivos éxitos, en 1971, la NASA estuvo preparada para dar el siguiente gran salto en el programa Apollo: el uso de un LRV (Vehículo Rover Lunar).

El Vehículo Rover Lunar (LRV) era un vehículo eléctrico diseñado para operar en el vacío y la baja gravedad de la Luna, capaz de surcar la superficie lunar, permitía a los astronautas de las misiones Apolo extender el rango de sus actividades extravehiculares en la superficie. […] El bastidor del rover tenía 3,1 metros de largo con una distancia entre ejes de 2,3 metros [… , estaba] construido a partir de tubos de aleación de aluminio 2219 soldados y consistía en un chasis de tres partes que estaba articulado por el centro para que pudiese ser plegado y transportado en la bahía de carga del primer cuadrante del Módulo Lunar. Tenía dos asientos plegables uno junto al otro, hechos de aluminio tubular con correas de nylon y paneles de aluminio. […] Se montó una gran antena parabólica de malla en un mástil centrado en la delantera del rover. […] Las ruedas consistían en un buje de aluminio hilado: un neumático de 81,8 cm de diámetro y 23 cm de ancho hecho de hilos de acero de 0,083 cm de diámetro recubiertos de cinc se unía a la llanta de discos de aluminio. Chevrones de titanio cubrían el 50% del área de contacto para proporcionar tracción. […] Cada rueda tenía su propia unidad eléctrica, un motor DC de 0.25 hp con potencia para 10.000 rpm, conectado a la rueda mediante una reductora 80:1 y una unidad de freno mecánico. La capacidad de maniobra la aportaban motores direccionales delanteros y traseros. […] Un joystick en forma de T situado entre los dos asientos controlaba los cuatro motores de movimiento, los dos motores de dirección y los frenos. Al mover la palanca hacia adelante, el LRV se desplazaba hacia adelante, inclinarla hacia la izquierda y hacia la derecha hacía girar el vehículo hacia la izquierda o hacia la derecha respectivamente, y tirando de ella hacia atrás, se activaban los frenos. […] El sistema de navegación se basaba en el registro continuo de la dirección y la distancia recorrida mediante el uso de un giroscopio y un cuentakilómetros direccional y en el ingreso de estos datos en un ordenador que realizaba un seguimiento de la dirección general y la distancia de regreso hasta el LM. También había un dispositivo basado en la sombra del Sol que, en caso de ser necesario, permitía establecer el rumbo de forma manual. […] El despliegue del LRV desde el «Quad 1» del LM lo ejecutaban los astronautas mediante un sistema de poleas y carretes de cuerdas y cintas de tela con freno. […] El contrato original para Boeing (con Delco como un subcontratista importante) fue de 19 millones de dolares, con fecha de entrega límite en el 1 de abril de 1971, pero los gastos elevaron el coste final hasta 38 millones. […] El LRV se desarrolló en tan solo 17 meses y, aún así, cumplió con todas sus funciones sin fallos destacables- Harrison Schmitt dijo: «… el rover lunar demostró ser el vehículo de exploración lunar de confianza, seguro y flexible que esperábamos. Sin él, los principales descubrimientos científicos de las misiones Apolo […] no habrín tenido lugar, y nuestra actual comprensión de la evolución lunar no habría sido posible «. *¹

El LRV se probó por primera vez con el Apolo 15, y el éxito en esta misión condujo a dos nuevas misiones con rovers lunares en 1972, el Apolo 16 y Apolo 17.

El Apolo 17 fue la última misión con un rover lunar, también fue la última misión del programa Apolo y, a fecha de hoy, la última misión tripulada que ha logrado llegar hasta la Luna y, más en general, hasta cualquier lugar más allá de la órbita terrestre. El Apollo 17 despegó a bordo del cohete SA-512 desde el Centro de Lanzamientos 39 del Centro Espacial Kennedy a las 12:33 a.m. Hora del Este (EST) el 7 de diciembre de 1972. Como en todas las misiones tripuladas Apolo, el cohete era un Saturno V, un vehículo de lanzamiento pesado de más de 110 metros de altura y 3.000 toneladas de peso que impulsó el Apollo 17 hacia la Luna quemando más de 13 toneladas de combustible por segundo. La tripulación del Apollo 17, compuesta por el comandante Eugene Cernan, el piloto del Módulo de Comando Ronald Evans y el piloto del Módulo Lunar Harrison Schmitt, informaron de que habían ingresado en órbita lunar el 10 de diciembre, e inmediatamente comenzaron a prepararse para el descenso. Cernan y Schmitt alunizaron en el valle de Taurus-Littrow, en la superficie lunar, el 11 de diciembre, y una vez allí, desempeñaron una misión de 3 días de duración durante la cual se desarrollaron 3 EVAs (Actividades Extra-Vehiculares). En su primer paseo lunar, descargaron con éxito el rover y desplegaron el ALSEP (Paquete de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo) cerca del punto de aterrizaje. Poco después, comenzaron su primer recorrido de exploración geológica conduciendo el rover hacia el crater Steno. Durante los próximos días, sus investigaciones les llevaron a desplazarse hasta muchos otros lugares alrededor del Módulo Lunar, estableciendo un récord invicto al viajar 35.9 km conduciendo por la superficie de la Luna. (El recorrido más largo fue de 20,1 km y la mayor distancia al LM fue de 7,6 km.) En sus viajes por la Luna, recolectaron 114 kg de muestras de roca y regolito, y realizaron experimentos científicos tales como tomar medidas con un gravímetro. Después de tres días de intenso trabajo, recibieron órdenes de regresar a casa, y justo antes de entrar por última vez en el Módulo de Ascenso, Gene dijo:

… estoy en la superficie lunar; y, dando el último paso del hombre sobre la superficie de la Luna para regresar a casa por un tiempo, aunque creemos que no demasiado, me gustaría simplemente [decir] lo que creo que la historia recordara. El desafío al que Estados Unidos se ha enfrentado hoy, ha forjado el destino del hombre para el mañana. Y, cuando dejamos la Luna en Taurus-Littrow, nos marchamos tal como vinimos, y si Dios quiere, como volveremos, en son de paz y con esperanza para toda la humanidad. «Vaya con Dios la tripulación del Apolo 17.»

Sobre la experiencia «Apollo 17 VR»

Cuando en 2018 comenzamos a trabajar en esta experiencia, teníamos dos objetivos en mente: mostrar al mundo qué se sentia al conducir un rover lunar, y crear una experiencia sin precedentes que fuese entretenida y sorprendiese a todo el que la probase. Para enfrentarnos a este reto, comenzamos por situar la experiencia en el lugar exacto en que el Módulo de Descenso del Apolo 17 aterrizó en la Luna, creando para ello una versión virtual del valle de Taurus-Littrow. Generamos un terreno fiel a los datos proporcionados por la NASA, de manera que la topografía coincidiese a la perfección con los elementos que Cernan y Schmitt vieron en sus expediciones geológicas. Una vez estuvimos satisfechos con la apariencia del terreno, creamos la experiencia en sí misma en el Unity game engine, colocamos el terreno virtual en el suelo, e imágenes de la Tierra y del Sol sobre un cielo estrelado, asegurándonos de que sus posiciones exactas coincidiesen con las del 11 de diciembre de 1972. Una vez el entorno estuvo listo, nuestro equipo 3D modeló el Módulo Lunar y todos los instrumentos desplegados en la Luna por la tripulación, que incluían la bandera de los EE.UU., los contenedores de muestras, y el ALSEP (Paquete de Experimentos de la Superficie Lunar del Apolo). Con todos los elementos en su sitio, tan solo nos quedaba el toque que convertiese ese escenario 3D en una experiencia única: Preparamos el entorno para poder explorarlo con el hardware de realidad virtual «Oculus Rift», e incluimos un rover lunar virtual que nosotros mismos habíamos diseñado y que responde a los «imputs» de un joystick.

Tras todo el esfuerzo que pusimos en este proyecto, jamas habríamos soñado con una recepción mejor. En ExpoAstronómica 2019, la beta abierta de la experiencia fue una de las atracciones más solicitadas, sin duda, un éxito rotundo que nos motivó a seguir desarrollando la experiencia para, dentro de un tiempo, lanzar una nueva versión mejorada. Una vez empecemos a trabajar en ella, lo primero que haremos será recrear el módulo de control y visualización del LRV, con controles y lecturas de rumbo y velocidad completamente funcionales, e incluso con el dispositivo Sun-Shadow en la parte superior. Si demuestra ser funcional, podríamos llegar a ofrecer una experiencia de conducción lunar 100% realista, donde los usuarios tendrían que hacer uso del sistema de navegación real del LRV para orientarse en sus paseos lunares.