Toyota está investigando y desarrollando el LUNAR CRUISER, un rover presurizado tripulado (vehículo de exploración espacial), para proporcionar movilidad en la superficie de la luna, que JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) espera lanzar en 2029. En una reciente conferencia de prensa, el equipo proporcionó actualizaciones sobre el desarrollo:
Trabajando en equipo con Mitsubishi Heavy Industries
“Después de una investigación conjunta, JAXA encargó a Toyota en el otoño de 2022 comenzar un estudio conceptual. Además, a finales de 2022, se confirmó que el trabajo sería de la mano de Mitsubishi Heavy Industries, no solo en el suministro de componentes individuales sino en el desarrollo a nivel de sistema” compartió Ken Yamashita, jefe de proyecto de la empresa de ingeniería e investigación avanzada, proyecto de obras de movilidad de exploración lunar, de Toyota Motor Corporation.
LUNAR CRUISER es el apodo con el que Toyota nombró al vehículo, que oficialmente se llama «rover presurizado con tripulación» (crewed pressurized rover en inglés). Cuenta con una cabina presurizada, la cual es un espacio cerrado donde se controla la presión del aire para crear un entorno similar al de la Tierra. Esto significa que quienes están a bordo no necesitan usar trajes espaciales, incluso en un entorno implacable con una sexta parte de la gravedad de la Tierra y temperaturas que oscilan entre 120 °C durante el día y -170 °C durante la noche.
«Este rover presurizado tripulado ofrece movilidad y habitabilidad, permitiendo a los astronautas moverse y explorar la superficie de la luna durante períodos prolongados más allá de los límites del lugar de aterrizaje. En cierto sentido, es una nave espacial que viaja sobre la luna»,explicó Fumiya Tsutsui, director de Exploración Espacial en el Centro de Exploración Espacial JAXA (JSEC) de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA).
El cuerpo presurizado del rover mide 6 metros de largo, 5,2 metros de ancho y 3,8 metros de alto, aproximadamente el tamaño de dos microbuses. Con una cabina de unos 7 metros cuadrados, el rover se está desarrollando para proporcionar un espacio habitable a los astronautas mientras exploran la superficie de la luna.
«Hasta la fecha, hemos participado en el programa de la Estación Espacial Internacional, incluido el desarrollo del módulo experimental japonésKibo, donde los astronautas trabajan mientras están en órbita, y el transportador de carga Kounotori para entregar suministros a la estación espacial.
Actualmente, también estamos trabajando en proyectos relacionados con la exploración espacial, incluido un nuevo transportador de carga, equipos para el módulo habitacional I-HAB de la estación orbital lunar tripulada Gateway y el rover LUPEX que buscará recursos hídricos en la superficie de la luna. Utilizaremos nuestras tecnologías existentes en integración de naves espaciales, resistencia al entorno espacial y estancia humana en el espacio para ayudar a desarrollar los sistemas del rover presurizado tripulado.
Además, esperamos que los datos adquiridos desde la superficie lunar por el rover LUPEX, que se está desarrollando para su lanzamiento a mediados de la década de 2020, contribuyan al desarrollo del rover presurizado”, mencionó Atsushi Nakajima, director de proyecto de la división de sistemas espaciales en Mitsubishi Heavy Industrias, Ltd.
En la conferencia también se reveló que Toyota apoyará el proyecto del rover LUPEX mediante la conducción automatizada y otras tecnologías cultivadas para vehículos terrestres.
Toda la I+D detrás del rover presurizado está orientada a participar en el programa Artemis, liderado por la NASA, para la exploración humana de la Luna y Marte. Fumiya Tsutsui explicó que Japón está colaborando con Estados Unidos supervisando el desarrollo del rover, con la fecha de lanzamiento prevista actualmente para 2029.
“El rover presurizado permitirá a dos astronautas moverse y explorar durante 30 días. También puede realizar diversas actividades sin tripulación. El rover desempeñará un papel central en las actividades de exploración del programa Artemis”, expresó Fumiya Tsutsui.
Los proyectos de exploración espacial se basan en la cooperación internacional. Sin embargo, al mismo tiempo, también existe un elemento de competencia entre países, que pone en juego el prestigio nacional.
Como tal, la investigación y el desarrollo del rover presurizado se está llevando a cabo como un esfuerzo del “Equipo Japón”, respaldado por numerosas empresas japonesas con tecnologías avanzadas. A pesar de este aspecto competitivo, Tsutsui dice que el papel del equipo de Japón en la supervisión del rover presurizado tripulado surgió de forma natural dentro del proyecto Artemis.
“Cuando comenzó el proyecto Artemis e intercambiamos ideas con la NASA sobre los aspectos que manejaríamos, el diálogo naturalmente avanzó en la dirección de enfrentarnos al rover presurizado. Creo que esto se debió en parte a las altas expectativas de la NASA basadas en el historial y las capacidades técnicas de Toyota. La industria automotriz es uno de los principales puntos fuertes de Japón y, a través de Kibo, también hemos desarrollado tecnología de estancia espacial. Veo esto como el resultado de que nuestras fortalezas coinciden bien con las necesidades de la NASA”.
¿Por qué Toyota está desarrollando un vehículo lunar?
Ken Yamashita subrayó sus raíces en uno de los ideales fundacionales de Toyota: contribuir al bien común a través de la industria.
“Al llevar a cabo este proyecto, queremos contribuir a Japón haciendo avanzar la tecnología y permitiendo que las personas crezcan. Incluso antes del alunizaje en 2029, esperamos reintroducir las tecnologías perfeccionadas a través del proyecto del rover en la sociedad aquí en la Tierra,” explicó.
Según Yamashita, el rover presurizado tripulado implica cuatro tecnologías principales: baterías de combustible regenerativas, rendimiento de conducción todoterreno, conducción todoterreno automatizada y experiencia de usuario o UX (habitabilidad, visibilidad, operatividad, etc.).
En la conferencia de prensa, describió el estado de progreso en el desarrollo de cada una de estas tecnologías y cómo beneficiarán a las personas en la Tierra.
En primer lugar, están las baterías de combustible regenerativas (RFC), un sistema que combina electrólisis de agua y baterías de combustible (FC). Toyota ha estado perfeccionando su tecnología y confiabilidad en las FC durante muchos años, sobre todo a través del Mirai. Aprovechando esta experiencia local, las celdas de combustible regenerativas marcan una nueva evolución de estas tecnologías.
En la Luna, el día y la noche duran cada uno dos semanas. A pesar de este entorno extremo, se cree que la superficie contiene recursos hídricos.
Durante el día, el agua y la electricidad generadas por las células solares podrían utilizarse para producir hidrógeno y oxígeno, mientras que lasceldas de combustible suministran energía durante la noche. Establecer un ciclo energético de este tipo permitiría una exploración sostenible a largo plazo en la superficie de la luna. Yamashita dice que la investigación actual trabaja hacia este objetivo.
“La tecnología que puede generar electricidad de forma continua utilizando únicamente luz solar y agua en condiciones tan hostiles como la superficie lunar también tendría aplicaciones en diversas sociedades y entornos de la Tierra, incluidas islas o aldeas remotas, refugios de evacuación en caso de desastres, zonas de conflicto y campos de refugiados. Al perfeccionar la tecnología RFC a través del desarrollo de LUNAR CRUISER, creemos que podemos contribuir significativamente a la realización de una sociedad circular y, en última instancia, al desafío global de la neutralidad de carbono.”
Lo siguiente es el rendimiento de conducción todoterreno. La superficie lunar presenta diversas condiciones, incluidos cráteres, rocas y pendientes, todos cubiertos por una arena de grano fino conocida como regolito.
“El desafío es producir neumáticos y controlar la fuerza motriz para manejar este entorno exigente y equilibrar el rendimiento de conducción y el consumo de energía. Actualmente, estamos utilizando un vehículo de prueba todoterreno para investigar el control de movimiento óptimo y desarrollar varios componentes, incluidos neumáticos metálicos, en asociación con Bridgestone y un sistema de suspensión que incorpora tecnología de electrificación.”
Según Yamashita, el equipo ha construido un vehículo de pruebas todoterreno equipado con motores y mecanismos de dirección independientes en cada una de sus cuatro ruedas. Ahora se está probando en una pista todoterreno que emula cráteres y otras características del paisaje lunar. Durante este año, Toyota comenzará a construir un vehículo de prueba integral a gran escala y acelerará el desarrollo de un nuevo circuito de pruebas en las instalaciones de I+D de la compañía.
Imagen exclusiva del vehículo de prueba todoterreno que se transmitirá en Toyota Times News más adelante.
“Estamos desarrollando tecnología todoterreno que permitirá al rover atravesar rocas y cráteres de forma segura y eficiente durante la exploración lunar. Creemos que la experiencia adquirida en el proceso puede beneficiar a los vehículos en la Tierra en forma de tecnologías que permitan una conducción segura en cualquier parte del planeta.” comentó Ken Yamashita.
Cuando las industrias automotriz y espacial se unen
Esto nos lleva a la conducción todoterreno automatizada. Como explicó Yamashita, esta tecnología será crucial para explorar el terreno inexplorado y sin caminos de la luna.
“Sin acceso al GPS que tenemos en la Tierra, el LUNAR CRUISER tendrá que ubicarse en lugares previamente inexplorados y trazar rutas seguras identificando obstáculos y gradientes de superficie en el entorno circundante. Técnicamente, ésta es una tarea extremadamente difícil.
Por ejemplo, en términos de tecnologías de navegación para estimar la posición del rover, estamos afrontando el desafío desarrollando nuevas tecnologías, incluida la navegación por señales de radio, un rastreador de estrellas para estimar el ángulo de actitud a partir de las posiciones de las estrellas y la navegación inercial, que puede estimar la posición del rover. Velocidad y distancia recorrida a partir de una aceleración tridimensional.”
Actualmente, el equipo está utilizando una camioneta RAV4 modificada para desarrollar y evaluar las funciones de conducción automatizada en un curso de prueba de maqueta lunar.
“Creemos que estas tecnologías de conducción automatizada para la superficie lunar también pueden contribuir a una conducción todoterreno segura en la Tierra, así como a la comprobación remota y automatizada de las condiciones en caso de catástrofes y del transporte de mercancías en zonas peligrosas.”
Finalmente, tenemos UX. Durante una misión de exploración lunar, el equipo imagina a dos astronautas pasando un mes en espacios reducidos a bordo del rover.
En tal misión, el vehículo necesitaría viajar fuera de la carretera sobre la desolada y monocromática superficie de la luna durante hasta ocho horas al día, seis días seguidos.
Tales condiciones ejercerían una tremenda tensión mental sobre la tripulación, afectando negativamente la eficiencia y la motivación del trabajo. La dificultad de distinguir visualmente la ruta de viaje también crea un alto riesgo de errores de operación y de juicio.
“Incluso en este entorno, queremos brindar a la tripulación el espacio habitable y las funciones de control más cómodas posibles con la esperanza de reducir la tensión mental y el riesgo de errores operativos.
Para darles una idea del progreso de nuestro desarrollo en los últimos años, hemos construido una maqueta de cabina a escala real y estamos realizando varios estudios que emulan el espacio real junto con pruebas de simulador de conducción.”
Si las personas se encuentran en la situación extrema de vivir en espacios confinados lejos de la Tierra, el equipo de Yamashita quiere proporcionarles un transporte seguro y cómodo y un estilo de vida saludable que equilibre las necesidades públicas y privadas.
A través de esta investigación, espera respaldar las tendencias diversificadas de vehículos actuales, incluida la conducción automatizada y la movilidad personal, contribuyendo al diseño de movilidad centrado en el ser humano.
“Aunque he explicado las tecnologías centrales del proyecto, hay varios otros elementos en el desarrollo del LUNAR CRUISER. Estos incluyen la disipación de calor en el entorno lunar sin aire, la estructura del vehículo presurizado y la comunicación con la Tierra, por dar sólo algunos ejemplos.
Además, integrar todos estos elementos en un único vehículo lunar es una parte clave del desarrollo. Ciertamente, Toyota no puede superar estos desafíos por sí solo. Trabajando con nuestros diversos socios, queremos integrar tecnologías de las industrias automotriz y espacial mientras apuntamos a su lanzamiento en 2029.”
Una de las filosofías de Toyota es que “las carreteras forman personas y las personas construyen automóviles”. El desafío de llevar la movilidad a la luna significa afrontar lo último en condiciones exigentes.
Estos esfuerzos seguramente darán frutos en la fabricación de automóviles de Toyota, ya que la compañía se está transformando en una empresa de movilidad bajo el llamado del presidente Koji Sato de «cambiar el futuro de los automóviles».
