Inspección in situ de desechos espaciales: De la observación a la reconstrucción en 3D

Resumen. En medio del aumento exponencial de desechos espaciales, las misiones de Eliminación Activa de Desechos y de Servicios en Órbita han adquirido una importancia primordial. El éxito de tales esfuerzos depende de la comprensión de la geometría y las condiciones dinámicas del objetivo, resaltando la naturaleza indispensable de la inspección del objetivo. En tiempos recientes, una variedad de misiones de inspección han empleado satélites de diferentes clases. En este contexto, los pequeños satélites como CubeSats han surgido como una solución razonable, debido a su costo-efectividad y capacidades de desarrollo rápido. Este estudio explora una posible misión de inspección utilizando un CubeSat para evaluar un objetivo no cooperativo, donde la información sobre la pose relativa no se conoce a priori. El objetivo es recuperar datos esenciales para ejecutar operaciones de proximidad cerrada de manera segura. Maniobrando alrededor del objetivo, el CubeSat captura imágenes RGB bidimensionales (2D) desde múltiples ángulos para luego reconstruir su geometría tridimensional (3D). Se prefieren cámaras ópticas durante la fase de inspección debido a su costo-eficiencia y bajo consumo de energía, a diferencia de otras tecnologías como la imagenología láser. Se diseña y construye un conjunto experimental para generar un conjunto de datos de imágenes 2D simulando condiciones en órbita. Se emplean algoritmos de visión por computadora estándar para realizar la reconstrucción 3D y se utiliza inteligencia artificial para reconstruir la escena.