Imagen de recurso, proporcionada por AMD.

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Investigación

Preparar la tecnología para que sobreviva al espacio extremo: así se forjaron los chips que llevó Artemis II a la Luna

Un chip convencional duraría minutos en el entorno lunar: la radiación ionizante, el vacío y los 300 grados de diferencia térmica obligan a rediseñar la computación espacial desde cero.

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Las claves

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La misión Artemis II llevó a cuatro astronautas a sobrevolar la cara oculta de la Luna, siendo la primera tripulación en contemplarla completamente desde 1968.

Los chips y hardware de la nave Orion fueron especialmente diseñados para resistir la radiación, las oscilaciones térmicas extremas y el vacío del espacio.

La experiencia previa con el rover Perseverance en Marte permitió aplicar tecnologías de hardware resiliente y computación autónoma en Artemis II.

El diseño de los sistemas incluyó redundancia triple y capacidad de decisión autónoma, permitiendo a Orion operar de forma segura sin comunicación con la Tierra durante 40 minutos.

En la madrugada del 1 de abril de 2026, cuando el cohete SLS Block 1 rugió en la plataforma 39B del Centro Espacial Kennedy, la humanidad despegaba hacia la Luna por primera vez en 53 años. En todo el planeta, las miradas estaban puestas en esta misión, llamada Artemis II, con sus cuatro tripulantes (Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y Jeremy Hansen) a bordo de la cápsula Orion, que trazó una parábola que los llevó a 406.778 kilómetros de la Tierra, superando el récord de Apolo 13.

El resto, como suele decirse, es historia: Artemis II amerizaría el 10 de abril en el Pacífico tras sobrevolar la cara oculta de la Luna, siendo la primera tripulación humana en contemplarla directamente desde Apolo 8 en 1968. En este caso, de forma completa y durante 40 minutos de silencio absoluto con la Tierra oculta, sin señal posible y sin red de seguridad. Se materializó la fascinación de cualquier niño que sueña con el infinito y más allá o, como han presumido los propios astronautas: "Hemos visto cosas que ningún ser humano ha visto jamás".

Ese instante, que a muchos terrenales se nos pasa yendo a trabajar o comiendo, es ya uno de los grandes hitos de la carrera espacial moderna. Empero, fue asimismo el culmen de un extenso y dilatado trabajo previo, de diseño de la misión y, por supuesto, de la validación silenciosa de una disciplina soterrada, ingrata y absolutamente imprescindible: la de quienes pasan años preparando el hardware para que sobreviva donde nada sobrevive.

Porque detrás de las imágenes de astronautas contemplando un paisaje que nunca había tenido testigos, latían circuitos endurecidos contra el infierno que es el espacio para cualquier tecnología que conozcamos.

Radiación y oscilaciones térmicas

El espacio no perdona los atajos. Un chip convencional, como el que habilita el ordenador o móvil desde el que estás leyendo este reportaje, duraría apenas minutos expuesto a la radiación ionizante del entorno lunar: un solo ion pesado puede atravesar un transistor y corromper un bit, desencadenando un fallo en cascada que los ingenieros llaman single event upset.

A eso súmesele oscilaciones térmicas de casi 300 grados entre la sombra y la luz solar, el vacío que agrieta soldaduras, y las vibraciones del lanzamiento.

Está claro que la NASA, la ESA o cualquiera que quiera llevar algún tipo de computación al espacio debe, primero, repensarla desde cero teniendo en cuenta todas estas limitaciones.

La persona encargada de hacer ese trabajo de diseño extremo es Ken O'Neill, Space Systems Architect de AMD: "Adaptamos el hardware terrestre para el espacio endureciendo el diseño y validándolo mediante pruebas rigurosas. Eso implica ensayos de radiación con protones, iones pesados y rayos gamma, cribado ambiental para oscilaciones térmicas, vacío y estrés de lanzamiento. También utilizamos técnicas de tolerancia a fallos a nivel de sistema, como la redundancia modular triple, porque en el espacio se diseña para la resiliencia, no para la reparación".

Esta redundancia triple es, quizás, una de las normas básicas más fundamentales a seguir en estas lides: cada cálculo crítico se ejecuta tres veces en paralelo y se somete a votación. Si uno de los tres sistemas diverge, es descartado. Y es que, cuando uno está navegando más allá del horizonte, la agilidad o rapidez de los sistemas deja paso a la fiabilidad como máxima absoluta.

Las enseñanzas de Perseverance

Pero estos diseños y pruebas no nacieron con la renovada ambición de llegar a la Luna, ni mucho menos. De hecho, el rover Perseverance, que desde 2021 sondea el cráter Jezero en busca de vida fósil marciana, fue el gran laboratorio de lo que Orion heredaría, incluyendo los chips FPGA Virtex 5QV de AMD.

Ken O'Neill, Space Systems Architect de AMD.

Ken O'Neill, Space Systems Architect de AMD.

"La misión Perseverance reforzó la idea de que los sistemas espaciales necesitan una computación fiable en el punto final, en el edge", detalla el experto a DISRUPTORES - EL ESPAÑOL. "La misión utilizó FPGAs de grado espacial en instrumentos vinculados a la navegación, así como a la recogida y examen de muestras. Lo que nos demostró el valor de contar con un hardware resiliente, de bajo consumo y adaptable a la misión en un entorno hostil. Esa experiencia renovó el énfasis en la fiabilidad, el soporte del ciclo de vida y la computación capaz de operar con una comunicación limitada con la Tierra para futuros diseños."

Recordemos que Perseverance operaba con un retardo de comunicación de hasta 24 minutos en cada dirección. En cambio, la Luna, aparentemente más cercana, planteó un reto diferente: en la cara oculta simplemente no hay comunicación de ninguna índole. Un total de 40 minutos en los que Orion tuvo que pensar por sí misma y confiar ciegamente en sus sistemas.

Inteligencia autónoma

Ahí reside la apuesta más ambiciosa de la nueva generación de hardware espacial: dotar a las naves de capacidad de decisión autónoma. Obviamente nadie planea reemplazar a los controladores de Houston (¡tenemos un problema!), sino preparar a las presentes y futuras misiones para escenarios donde la mera física no da otra opción que la de funcionar por sí mismas.

"En lugar de tener sensores que simplemente recopilan datos brutos para mandar a la Tierra, el sistema puede priorizar, comprimir y decidir en el punto de captura", explica Ken O'Neill. "La tecnología a bordo permite el filtrado, la compresión, el procesamiento de rango-Doppler, la detección de anomalías y, en algunas misiones, decisiones autónomas como el filtrado de nubes o la selección del lugar de aterrizaje. El objetivo no es reemplazar el control de la misión, sino permitir que la nave actúe según lo que ve en tiempo real cuando esperar a la Tierra sería demasiado lento o cuando la conectividad es intermitente".

Imagen de recurso, proporcionada por AMD.

Imagen de recurso, proporcionada por AMD.

Volviendo a la Artemis II, durante su sobrevuelo de la cara oculta de la Luna, estas condiciones se cumplieron. Con Orion a 14.500 kilómetros de la superficie lunar y sin línea de visión con la Tierra, el procesamiento a bordo gestionó sistemas vitales, priorizó datos y mantuvo la nave en trayectoria correcta.

El filo de la navaja: la certificación como ritual

Así que, como pueden comprobar, llevar hardware al espacio es una misión con entidad propia por méritos más que evidentes. E implica un proceso de certificación que los ingenieros describen, sin ironía, como más exigente que el propio vuelo.

"Para una misión crítica, la certificación es rigurosa y se divide en múltiples niveles. Calificamos los dispositivos mediante pruebas de radiación y ambientales, realizamos cribados en las unidades de producción y trabajamos bajo estándares como el MIL-PRF-38535. Posteriormente, los socios de la misión y los integradores de sistemas validan el hardware a nivel de nave espacial, ya que la aptitud para el vuelo es, en última instancia, una responsabilidad de la NASA", detalla O'Neill.

Que nadie crea que estas certificaciones y tests no están evolucionando con el tiempo. Resulta lógico que una mayor autonomía significa más posibilidades de que el sistema tome una decisión equivocada sin que nadie pueda corregirla a tiempo, por lo que debe evitarse cualquier riesgo en esa dirección.

"El equilibrio de la autonomía se gestiona diseñando para la tolerancia a fallos y la degradación controlada. Incorporamos tolerancia a la radiación, utilizamos redundancia y corrección de errores y mantenemos suficiente reconfigurabilidad para actualizar algoritmos o recuperar funcionalidades tras el lanzamiento. La idea es sencilla: reducir la dependencia de la intervención en tierra, pero nunca depender de un único punto de fallo", sentencia el ingeniero.