Η Garmin στον Άρη

Όταν το ελικόπτερο της NASA Ingenuity απογειώθηκε για την πρώτη ελεγχόμενη πτήση στον Άρη, ο οπτικός αισθητήρας μέτρησης απόστασης Garmin LIDAR–Lite v3 συνέβαλε στη μέτρηση του πόσο ψηλά πήγε.

Με το ελικόπτερο Ingenuity, η NASA έκανε την πρώτη ελεγχόμενη πτήση σε άλλο πλανήτη και η αποστολή που γράφει ιστορία είχε μαζί της την Garmin.  

Το Ingenuity  προσγειώθηκε με ασφάλεια στην κρατήρα Jezero στον Άρη στις 18 Φεβρουαρίου του 2021, κολλημένο στην κοιλιά του Mars 2020 Perseverance Rover. Ξεδιπλώθηκε με ασφάλεια από την θέση του στο rover, αναπτύχθηκε στην επιφάνεια του Άρη, φορτίστηκε με ηλιακή φόρτιση, επιβεβαίωσε την επικοινωνία με τους χειριστές πτήσης στη Γη, εξοπλίστηκες με τα πτερύγια του ρότορα και στο τέλος απογειώθηκε και πέταξε αυτόνομα για πρώτη φορά. Το Ingenuity σχεδιασμένο αρχικά για επίδειξη τεχνολογίας πέντε δοκιμαστικών πτήσεων σε 30 ημέρες, πραγματοποίησε 72 πτήσεις σε λιγότερο από τρία χρόνια και ολοκλήρωσε την αποστολή του στις 25 Ιανουαρίου 2024.  

Και πώς συνδέεται η Garmin; Η τεχνολογία Garmin LIDAR-Lite v3, μέτρησε την απόσταση από το ελικόπτερο μέχρι το έδαφος. Ο υψομετρικός στόχος της πτήσης του Ingenuity ήταν μέχρι 15 πόδια (5 μέτρα) από την επιφάνεια του Άρη για μια πτήση διάρκειας έως 90 δευτερολέπτων. Για να το βάλουμε σε μία κλίμακα, η ατμόσφαιρα του Άρη είναι λιγότερο από 1% της πυκνότητας της ατμόσφαιρας της Γης – και η πρώτη πτήση των Wilbur και Orville Wright στη Γη διήρκησε μόλις 12 δευτερόλεπτα. Το  Ingenuity έκανε αυτά και ακόμα περισσότερα, πετώντας τελικά για 128,8 λεπτά, καλύπτοντας 17 χιλιόμετρα (10,5 μίλια) και ανεβαίνοντας μέχρι τα 24 μέτρα ύψος (78,7 πόδια).  

Το Ingenuity ζύγιζε 1.8 κιλά στην Γη που ισοδυναμεί με 680 γραμμάρια στον Άρη και οι ρόπτορες του είναι 121.92 εκατοστά από άκρη σε άκρη. Αυτό έκανε το LIDAR-Lite v3 τον ιδανικό, μικρού μεγέθους και υψηλής απόδοσης οπτικό αισθητήρα μέτρησης απόστασης..

Παρακάτω ο μηχανικός της Garmin, Bob Lewis, που συνέβαλε στην ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, εξηγεί τα πλεονεκτήματα της επιλογής του LIDAR-Lite σε μία τόσο σημαντική αποστολή.

Τι είναι η συσκευή LIDAR-Lite, και πώς λειτουργεί;  

Η μονάδα LIDAR-Lite μπορεί να αναφέρεται ως αλτίμετρο. Μετράει την απόσταση μεταξύ του ελικοπτέρου και του εδάφους και χρησιμοποιεί υπέρυθρους παλμούς φωτός που προβάλλονται κάτω στο έδαφος. Έπειτα όταν το φως επιστρέφει και μετράει το χρόνο που χρειάστηκε για το φως να αναπαραχθεί από το ελικόπτερο μέχρι το έδαφος και να επιστρέψει. Επιλέχθηκε γιατί είναι πάρα πολύ ελαφρύ και το ελικόπτερο – με δεδομένο ότι η ατμόσφαιρα έχει εξαιρετικά χαμηλή πυκνότητα – δεν μπορεί να σηκώσει πολλά.

Πώς χρησιμοποιείται συνήθως το LIDAR-Lite στη Γη;

Χρησιμοποιείται για να μετρήσει αποστάσεις σε διαφορετικές εφαρμογές – συνήθως μέχρι 40 μέτρα. Και είναι πολύ ακριβές. Η ακρίβειά του φτάνει σχεδόν στην μία ίντσα και είναι χρήσιμο σε πολλές καταστάσεις. Έχει χρησιμοποιηθεί πολύ σε drones για να μετράει την απόσταση από το έδαφος. Έχει επίσης χρησιμοποιηθεί σε ρομποτικές εφαρμογές για σάρωση ενός δωματίου. Ένα από τα χαρακτηριστικά αυτού του οπτικού συστήματος είναι ότι έχει μία καλά εστιασμένη δέσμη, έτσι η δέσμη δεν απλώνεται πολύ και μπορείς να σαρώσεις 360 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα και να πάρεις το χάρτη ενός δωματίου. Αλλά όπου θέλεις να μετρήσεις με ακρίβεια μία απόσταση και να έχεις άμεση ενημέρωση, μπορεί να χρησιμοποιηθεί το LIDAR-Lite, παρέχοντας αυτή την πληροφόρηση για πλοήγηση. Αν η ενημέρωση είναι πολύ αργή, δεν μπορείς να κινηθείς γρήγορα Το LIDAR-Lite μπορεί να παρέχει ενημερώσεις σε εκατοντάδες κύκλους ανά δευτερόλεπτο.

Η Garmin έχει άλλα προϊόντα που χρησιμοποιούν τεχνολογία LIDAR-Lite;

Χρησιμοποιείται σε μία ποικιλία προϊόντων Garmin. Στην περίπτωση της NASA, υποψιάζομαι ότι χρησιμοποιείται βασικά για την μέτρηση της απόστασης από το έδαφος, αλλά αν συνδυάσεις την απόσταση από το έδαφος με το σύστημα καμερών, μπορείς να το χρησιμοποιήσεις για πλοήγηση. Έχουμε μία συσκευή μέτρησης απόστασης για το γκολφ, το Approach® Z82 , που έχει αυτή την τεχνολογία. Υπάρχουν και άλλα προϊόντα όπως τα Xero^® A1i Bow Sight και Xero X1iCrossbow Scope, που μετράνε απόσταση με τον ίδιο τρόπο.

Θέλετε να μάθετε περισσότερα για αυτή την ιστορική περιπέτεια; Μπορείτε να μάθετε περισσότερα για την αποστολή του Ingenuity από την NASA εδώ.