Momento UH: realidad mixta elevando el listón de la arquitectura espacial en la Luna y Marte

"El realismo de la simulación es bastante abrumador. Se sintió genial y se sintió real"

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En el tercer piso del edificio de arquitectura de la Universidad de Houston, dentro del laboratorio de arquitectura espacial de Olga Bannova, Paolo Mangili está atado a un arnés suspendido en una grúa y flotando a unos dos pies sobre el suelo, simulando la ingravidez. Es el tipo experimentado por los astronautas en el espacio exterior o en la luna o incluso en Marte. El asistente de investigación también está vestido para ello, con una maqueta de traje espacial de actividad extravehicular y gafas de realidad mixta (MR). Él y un colega investigador, Vittorio Netti, construyeron el traje.

Mientras está suspendido por la grúa, Mangili puede realizar una caminata espacial virtual en un entorno de realidad virtual (VR) simulado. Una vez que vuelve a poner los pies en el suelo, su entorno simulado cambia y, a través de sus gafas, puede ver el vasto paisaje que es Marte con un rover ya aterrizado y un hábitat que algún día los astronautas podrán llamar hogar. Luego puede trabajar en ellos, retocando, arreglando varias partes, asegurándose de que estén seguros. Dependiendo de lo que esté estudiando el grupo, también puede estar en la luna o incluso flotar en la Estación Espacial Internacional a través de la realidad extendida (XR).

No hay metáfora aquí, pero cuando se trata de realidades, hay muchas. El laboratorio de Bannova es un laboratorio de XR, con una gran familia que incluye MR, VR y realidad aumentada (AR).

XR tiene que ver con una sensación de realidad. Combina mundos físicos y digitales, mezclando interacciones humanas, informáticas y ambientales en 3D naturales e intuitivas. Cualquiera que haya usado un filtro de Instagram o Snapchat, o una aplicación virtual de adaptación de anteojos, ha usado la realidad mixta. Básicamente te introduce en el mundo de la informática.

"Cualquier entorno se puede recrear en realidad virtual. He visto la Tierra desde el espacio. Esa fue una gran sensación en realidad porque el realismo de la simulación es bastante abrumador. Se sintió genial y se sintió real", dijo Mangili.

En el laboratorio de Bannova, XR se utiliza para integrar la realidad mixta en el diseño de estructuras espaciales, lo que hace que el diseño espacial sea más interactivo y fácil de identificar para los diseñadores.

“La optimización de la integración del sistema humano es una tarea fundamental del proceso de diseño de hardware para misiones espaciales tripuladas”, informa Bannova, en la biblioteca de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles, un artículo que resultó de estudios patrocinados por la compañía Boeing realizados en 2020-2021 y continuó hasta 2023. "La innovación se ha estancado durante algunas décadas en los métodos de diseño actualmente en uso. El método estándar utiliza simulación por computadora o maquetas de alta fidelidad. Este enfoque implica altos costos y un largo tiempo de implementación".

Bannova sabe lo que hace. Es directora del Centro Internacional Sasakawa de Arquitectura Espacial (SICSA) y su programa MS-Space Architecture (el único en el mundo) en la Universidad de Houston. Y mientras la mayoría sueña con volar al espacio exterior o ir a la luna, Bannova sueña con dónde dormirás una vez que llegues allí, o qué auto conducirás para llevarte. Sus estudiantes trabajan en todo eso virtualmente.

"Estas tecnologías deben aprovecharse para mitigar la dependencia de la creación de prototipos físicos de activos y ayudar a optimizar el proceso de diseño, reduciendo drásticamente el tiempo de investigación y desarrollo y brindando un mayor nivel de inmersión", dijo Bannova. "Sin embargo, existe una brecha en la comprensión general de cómo utilizar estas tecnologías emergentes de manera efectiva y aplicarlas para el desarrollo de hardware espacial".

No parece un hueco en el laboratorio de Bannova.

La metodología propuesta se desarrolló durante un estudio de investigación y diseño de seis meses de la arquitectura de la superficie lunar patrocinado por Boeing. Netti, jefe del laboratorio XR, dirigió el trabajo realizado por profesores y estudiantes de SICSA. El estudio buscó definir un proceso de diseño que incluye posibles escenarios de operaciones en superficie, desarrollo de una metodología de evaluación y análisis de superficie para el diseño conceptual de un vehículo de terreno lunar y un pequeño hábitat lunar.

Coincidentemente, en los últimos años, mientras la industria espacial se esforzaba por implementar nuevas técnicas de evaluación que pusieran a los humanos al tanto, el desarrollo de tecnologías inmersivas comerciales se disparó e incluso se volvió asequible.

Durante dos años, Netti diseñó y construyó la "jaula", como se la llama, que alberga la configuración XR. Es similar a la cueva de la NASA con un giro.

"Las pantallas verdes nos permiten colocar cámaras en el espacio. Cuando miro la pantalla y miro el punto de vista de la cámara, puedo ver a la persona que realiza la operación dentro del entorno de realidad virtual", dijo Netti, quien dirige el mostrar cuando Mangili está colgando.

Hay mucho por hacer antes de un aterrizaje en Marte. El hardware debe ser probado, los rovers lunares deben desplegarse. Los alumnos de Bannova están trabajando en todo ello. Las tareas futuras incluyen demostrar y probar el sistema propuesto utilizando diferentes tipos de hábitats diseñados para superficies lunares y marcianas.

"Nuestro estudio actual para Boeing es extender la metodología para aplicarla para probar diseños en microgravedad, que es diferente del entorno de gravedad parcial de la luna", dijo Bannova. La microgravedad a veces se denomina gravedad cero o el estado que existe dentro de la Estación Espacial Internacional.

Parece una prueba fácil. Los alumnos de Bannova ya han flotado allí dentro.