El espacio que rodea la Tierra puede servir como su propio mapa. Esa es la idea demostrada por FALCON, un sistema experimental con el que un satélite de la misión Starling de NASA calculó su órbita observando otros vehículos y fragmentos de basura espacial, en lugar de limitarse a recibir una posición proporcionada por una red de navegación externa.

NASA Blogs lo informó el lunes, 17 de agosto. FALCON, sigla de Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation, es un ensayo conjunto de NASA y EraDrive, empresa surgida de investigaciones de la Universidad de Stanford y responsable del software de vuelo Era-Core.

El avance aborda una limitación estructural de la exploración espacial. El GPS ofrece una referencia cotidiana y muy precisa cerca de la Tierra, pero sus señales no constituyen una infraestructura de navegación disponible de la misma manera alrededor de la Luna, Marte o en el espacio profundo. Allí, las misiones suelen depender de antenas terrestres, mediciones por radio y equipos que calculan órbitas desde centros de control.

Ese modelo funciona, pero consume tiempo de redes terrestres muy solicitadas y obliga a mantener ciclos de comunicación continuos. Las distancias añaden retrasos y reducen la posibilidad de reaccionar inmediatamente ante un cambio de trayectoria. Una nave capaz de determinar por sí misma dónde se encuentra puede conservar su capacidad operativa durante interrupciones de enlace y reservar las comunicaciones para decisiones de mayor importancia.

Para el ensayo no fue necesario instalar un gran instrumento especializado. Starling aprovechó sus cámaras de seguimiento estelar, sensores habituales que fotografían puntos luminosos y reconocen patrones de estrellas para establecer la orientación del vehículo. FALCON amplió esa función y utilizó las cámaras para detectar objetos artificiales que atravesaban su campo de visión.

A bordo se almacenó un catálogo de aproximadamente 20.000 satélites, etapas de cohetes y otros objetos, junto con las órbitas previstas para cada uno. El conjunto de datos, mantenido y publicado por el Departamento de Guerra de Estados Unidos, permitió que Era-Core comparara las imágenes con candidatos conocidos. Una coincidencia verificada pasaba a actuar como referencia para estimar la trayectoria de Starling.

El método se parece a orientarse mediante puntos reconocibles de un paisaje, aunque todos los puntos se desplazan a gran velocidad y sus posiciones contienen cierto margen de error. El algoritmo debe considerar el tiempo exacto de la observación, la dirección de la cámara y la dinámica orbital para decidir qué objeto está viendo. Solo después puede convertir esa identificación en información útil sobre la posición propia.

FALCON probó además el proceso inverso. Las observaciones de Starling se usaron para revisar las órbitas de los objetos detectados. Al acumular imágenes de un mismo blanco y combinarlas con la trayectoria estimada del observador, el sistema generó predicciones más precisas que los datos iniciales del catálogo en los experimentos descritos por la agencia.

Durante un periodo de tres días se mejoraron las órbitas conocidas de más de 200 objetos, sin que operadores terrestres intervinieran en el proceso. NASA considera también inédita la capacidad demostrada de determinar la órbita propia mediante cámaras ópticas y la posición relativa respecto de otros objetos espaciales catalogados.

La aplicación más inmediata podría estar en la gestión del tráfico orbital. Una alerta de colisión no depende únicamente de saber que dos satélites estarán cerca, sino de conocer con suficiente precisión sus trayectorias y la incertidumbre de cada cálculo. Datos más recientes pueden confirmar un peligro real, descartar falsas alarmas y evitar maniobras innecesarias que gastan combustible y reducen la vida útil de los vehículos.

Sin embargo, la autonomía no equivale a infalibilidad. Las cámaras ópticas están condicionadas por la iluminación, el ángulo de observación, la calibración y la sensibilidad del sensor. Un objeto puede quedar oculto, ser demasiado tenue o confundirse con otro. Por ello, un sistema operativo tendría que comparar sus resultados con otras fuentes y detectar identificaciones erróneas antes de utilizarlas para ordenar una maniobra.

La tecnología ofrece mayores ventajas si muchos satélites colaboran. Una constelación distribuida podría observar una región desde diversos ángulos, compartir mediciones y actualizar una imagen orbital común con mayor frecuencia. Las estaciones terrestres seguirían siendo esenciales, pero parte del análisis urgente podría hacerse en el lugar donde se producen los encuentros, reduciendo tiempos de respuesta y carga de comunicaciones.

Fuera del entorno terrestre, la navegación cooperativa puede convertirse en infraestructura básica. Las futuras operaciones lunares incluirán orbitadores científicos, repetidores de comunicaciones, módulos de descenso, vehículos de carga y astronautas en la superficie. Una red local que mantenga posición y tiempo sin GPS terrestre ayudaría a coordinar esos elementos incluso cuando el contacto directo con nuestro planeta no esté disponible.

También sería útil para misiones científicas formadas por varios satélites. Medir simultáneamente plasma, radiación o campos magnéticos desde lugares distintos exige conocer con exactitud la separación entre los instrumentos. Si los integrantes de un enjambre actualizan sus posiciones de manera conjunta, los científicos pueden relacionar mejor los datos y distinguir variaciones espaciales de cambios que ocurren con el tiempo.

El origen de EraDrive añade una dimensión industrial al proyecto. La tecnología comenzó dentro de una iniciativa universitaria apoyada por el programa de asociaciones para pequeños satélites, pasó a una empresa emergente y ahora busca aplicaciones comerciales. Para NASA, Starling sirve como banco de pruebas orbital; para la compañía, los resultados aportan una validación que difícilmente puede obtenerse solo mediante simulaciones.

La siguiente fase elevará la complejidad del experimento. Los cuatro satélites Starling, lanzados en 2023, deberán compartir datos de seguimiento y refinar colectivamente sus posiciones más adelante este año. Si logran mantener una solución coherente entre todos, demostrarán no solo la autonomía de un vehículo, sino una red en la que cada miembro mejora la navegación del conjunto.

El Centro de Investigación Ames de NASA dirige Starling desde Silicon Valley, y el programa de Pequeñas Naves Espaciales y Sistemas Distribuidos financia y administra la misión. Todavía harán falta pruebas de resistencia, seguridad y compatibilidad antes de confiar tareas críticas a FALCON, pero el ensayo ya cambia la perspectiva: los objetos que llenan las órbitas pueden convertirse, además de en riesgos, en señales de referencia para viajar con mayor independencia.