GARMIN NA MARSIE
Dron NASA Ingenuity odbył pierwszy kontrolowany lot na Marsie, a dalmierz optyczny Garmin LIDAR-Lite v3 pomógł w pomiarach wysokości lotu.
Dron Ingenuity, NASA odbył pierwszy w historii kontrolowany lot na innej planecie, a ta historyczna misja odbyła się z technologią firmy Garmin na pokładzie. Ingenuity wylądował bezpiecznie w kraterze Jezero na Marsie 18 lutego 2021 roku, przymocowany do łazika Perseverance misji Mars 2020. Następnym zadaniem drona było bezpieczne odłączenie się od łazika, wylądowanie na powierzchni Marsa, naładowanie baterii słonecznych, potwierdzenie łączności z operatorami na Ziemi, zamontowanie śmigieł i wreszcie – wystartowanie i pierwszy samodzielny lot.
W jaki sposób Garmin jest zaangażowany w tę misję?
Nasz sprzęt – LIDAR-Lite v3 – mierzy odległość od drona do podłoża. Celem Ingenuity jest wzniesienie się z powierzchni Marsa na wysokość 15 stóp (ok. 5 m) i lot trwający do 90 sekund. Aby to zobrazować, trzeba pamiętać, że atmosfera na Marsie ma gęstość odpowiadającą mniej niż 1% gęstości ziemskiej atmosfery – i że pierwszy lot Wilbura i Orville’a Wrightów na Ziemi trwał tylko 12 sekund.
Ingenuity waży 1,8 kg na Ziemi, co przekłada się na 0,7 kg na Marsie, a rozpiętość jego śmigłieł mierzy około 1,2 m. To sprawia, technologia dalmierza optycznego LIDAR-Lite v3 jest doskonałym rozwiązaniem dla tego typu konstrukcji.
Czym jest urządzenie LIDAR-Lite i jak działa?
„Moduł LIDAR-Lite można określić mianem wysokościomierza. Zasadniczo mierzy on odległość między dronem a podłożem, wykorzystując impulsy światła podczerwonego, które są emitowane w dół na podłoże. Następnie światło powraca i mierzy czas potrzebny na przejście od drona do powierzchni Marsa i z powrotem do góry. Jedną z jego zalet jest bardzo niska waga, a ponieważ dron działa w atmosferze o niskiej gęstości – nie może wiele unieść.” – wyjaśnia Bob Lewis, konstruktor z firmy Garmin, który pomógł w opracowaniu technologii LIDAR-Lite.
W jaki sposób LIDAR-Lite jest zwykle używany na Ziemi?
Służy on do pomiaru odległości w rozmaitych urządzeniach – zazwyczaj są to odległości do około 40 metrów. I jest dość dokładny. Mierzy z dokładnością do nieco poniżej jednego cala, więc przydaje się w różnych dziedzinach. Często używa się go w dronach jako wysokościomierza do pomiaru odległości od ziemi. Używano go też w niektórych aplikacjach z dziedziny robotyki do skanowania pomieszczeń. Jedną z cech tego systemu optycznego jest to, że ma bardzo dobrze zogniskowaną wiązkę, więc nie rozchodzi się ona za bardzo, a więc możliwe jest skanowanie 360 stopni nad horyzontem i uzyskanie mapy danego pomieszczenia. Może być wykorzystywany w dowolnym miejscu, w którym próbujesz zmierzyć odległość dokładnie i z dużą szybkością, np. w systemach, które potrzebują informacji do prowadzenia nawigacji.
Jednym z problemów dotyczących dalmierzy optycznych jest zbyt mała częstotliwość namierzania, co uniemożliwia szybkie poruszanie się LIDAR-Lite może zapewnić pomiar z częstotliwością setek cykli na sekundę.
Gdzie jeszcze wykorzystuje się tę technologię?
LIDAR-Lite jest wykorzystywany także w innych produktach firmy Garmin. Choć, w przypadku NASA technologia ta służy głównie do pomiaru odległości od podłoża, po połączeniu jej z systemem kamer, można ją wykorzystać do nawigacji. Ta technologia jest wykorzystana także w urządzeniach konsumenckich, takich dalmierz golfowy Approach® Z82. Istnieją również produkty dla myśliwych – Xero® A1i Bow Sight i Xero X1i® Crossbow Scope, które mierzą odległość do celu i na podstawie odległości obliczają, jak bardzo strzała opadnie w powietrzu. Powyżej 50 jardów od celu, strzała dość znacznie się obniży – LIDAR-Lite podaje wówczas poprawkę z nowym miejscem celowania, która wyrównuje tę różnicę. Technologia ta może być używana do naprawdę wielu unikalnych rozwiązań.
Chcesz być na bieżąco z tą historyczną wyprawą? Tutaj możesz śledzić kolejne etapy programu NASA Ingenuity.