junio 8, 2023

El próximo rover lunar de la NASA ejecutará software de código abierto

Pero la industria espacial está creciendo, en gran parte porque existe una demanda de mayor acceso al espacio. Y eso significa el uso de tecnologías menos costosas y más accesibles, incluido el software.

Incluso para grupos más grandes como la NASA, donde el dinero no es un problema, el enfoque de código abierto podría terminar conduciendo a un software más sólido. “El software de vuelo en este momento, diría, es bastante pobre en el espacio”, dice Dylan Taylor, presidente y director ejecutivo de Voyager Space Holdings. (Caso en cuestión: falla en el vuelo de prueba Starliner 2019 de Boeing debido a fallas de software). Si es de código abierto, los científicos más inteligentes aún pueden aprovechar la experiencia y los comentarios de una comunidad más grande si encuentran problemas, al igual que los desarrolladores aficionados.

Básicamente, si es lo suficientemente bueno para la NASA, presumiblemente debería ser lo suficientemente bueno para cualquier otra persona que intente ejecutar un robot de este planeta. Con un número cada vez mayor de nuevas empresas y nuevas agencias nacionales en todo el mundo que buscan lanzar sus satélites y sondas al espacio mientras mantienen bajos los costos, un software robótico más barato que puede manejar de manera segura algo tan riesgoso como una misión espacial es una gran ventaja.

El software de código abierto también puede ayudar a que el acceso al espacio sea más barato porque conduce a estándares que todos pueden adoptar y con los que trabajar. Puede eliminar los altos costos asociados con la codificación especializada. Los marcos de código abierto suelen ser algo con lo que incluso los ingenieros nuevos ya han trabajado. “Si solo podemos aprovechar esto y aumentar esta canalización de lo que aprendieron en la escuela a lo que usan en misiones de vuelo, acorta la curva de aprendizaje”, dice Terry Fong, director del Grupo de Robótica Inteligente en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain. View, California, y subjefe de la misión VIPER. “Nos hace las cosas más rápidas tomar los avances del mundo de la investigación y ponerlos en el aire”.

La NASA utiliza software de fuente abierta en muchos proyectos de investigación y desarrollo durante aproximadamente 10 a 15 años, la agencia mantiene un catálogo muy grande del código fuente abierto que ha utilizado. Pero el papel de esta tecnología en los robots reales enviados al espacio es todavía incipiente. Un sistema que la agencia ha probado es el Robot Operating System, una colección de marcos de software de código abierto mantenidos y actualizados por la organización sin fines de lucro Open Robotics, también con sede en Mountain View. ROS ya se usa en Robonaut 2, el robot humanoide que ayudó con la investigación en la Estación Espacial Internacional, así como en los robots Astrobee autónomos que zumban alrededor de la ISS para ayudar a los astronautas a realizar las tareas diarias.

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El robot Astrobee de la Estación Espacial Internacional trabaja en ROS.

NASA

ROS realizará y facilitará tareas básicas para algo llamado “control de vuelo en tierra”. VIPER estará dirigido por personal de la NASA que operará cosas desde la Tierra. El control de vuelo terrestre utilizará los datos recopilados por VIPER para crear mapas en tiempo real y representaciones del entorno lunar que los conductores de vehículos móviles pueden utilizar para navegar de forma segura. Otras partes del software del rover también tienen raíces de código abierto: las funciones básicas como la telemetría y la gestión de la memoria son manejadas a bordo por un programa llamado Core Flight System (cFS), desarrollado por la propia NASA y disponible de forma gratuita en GitHub. Las operaciones de la misión de VIPER fuera del propio rover son manejadas por Open MCT, también creado por la NASA.

En comparación con Marte, el entorno lunar es muy difícil de emular físicamente en la Tierra, lo que significa que probar los componentes de hardware y software de un rover no es fácil. Para esta misión, dice Fong, tenía más sentido confiar en simulaciones digitales que podían probar muchos de los componentes del rover, y esto incluía software de código abierto.

Otra razón por la que la misión se presta al uso de software de código abierto es que la luna está lo suficientemente cerca para el control casi en tiempo real del rover, lo que significa que parte del software no tiene que estar en el propio rover y puede ejecutarse. .en la Tierra en su lugar.

“Decidimos dividir el cerebro del robot entre la Luna y la Tierra”, dice Fong. “Y tan pronto como hicimos eso, abrimos la posibilidad de que podamos usar software que no esté limitado por radiación, vuelo fuerte, procesamiento, sino que, en su lugar, solo podamos usar computadoras de escritorio comerciales estándar. Para que podamos hacer uso de cosas como ROS en el campo, algo que muchas personas utilizan con tanta regularidad. No tenemos que depender únicamente del software personalizado “.

VIPER no funciona con software 100% de código abierto: su sistema de vuelo a bordo, por ejemplo, utiliza software propietario extremadamente confiable. Pero es fácil ver que las misiones futuras adopten y amplíen lo que realizará VIPER. “Sospecho que tal vez el próximo rover de la NASA ejecute Linux”, dice Fong.

Nunca será posible utilizar software de código abierto en todos los casos. Los problemas de seguridad podrían ser un problema y podrían hacer que algunas partes se apeguen por completo a la tecnología patentada (aunque una ventaja para las plataformas de código abierto es que los desarrolladores a menudo son muy públicos sobre la depuración y la propuesta de parches). Y Fong también señala que algunas misiones siempre serán demasiado especializadas o avanzadas para depender en gran medida de la tecnología de código abierto.

Sin embargo, no es solo la NASA la que se está acercando a la comunidad de código abierto. Blue Origin anunció recientemente una asociación con varios grupos de la NASA para “codificar la inteligencia robótica y la autonomía” basada en marcos de código abierto (la compañía se negó a proporcionar detalles). Las iniciativas más pequeñas como la Libre Space Foundation con sede en Grecia, que proporciona hardware y software de código abierto para pequeñas empresas de satélites, recibirán más atención a medida que los vuelos espaciales continúen siendo más baratos. “Hay un efecto dominó allí”, dice Brian Gerkey, director ejecutivo de Open Robotics. “Una vez que tienes una organización grande como la NASA que dice públicamente, ‘dependemos de este software’, entonces otras organizaciones están dispuestas a correr el riesgo y profundizar y hacer el trabajo necesario para que les funcione”.

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