Астрономія
Технології
Астрономія
Технології

Рюкзаки з лідаром допоможуть астронавтам орієнтуватися на Місяці

Фахівці NASA запропонували майбутнім екіпажам місій на Місяць вдягнути на себе портативні лідари для навігації по супутнику. Це пристрій, що збирає інформацію про віддалені об'єкти за допомогою відбиття від них світла, у даному випадку лазера. Він допоможе нанести на мапи місячний ландшафт та стати надійним навігатором, подібно GPS на Землі. Його вже протестували пустелі Нью-Мексико, а майбутнім астронавтам пропонують вдягати його на плечі подібно рюкзаку. Про розробку агентство розповіло на своєму сайті.

Планетолог NASA Майкл Занетті (Michael Zanetti) з рюкзаком-лідаром на плечах у пустелі Нью-Мексико. NASA/Michael Zanetti

Планетолог NASA Майкл Занетті (Michael Zanetti) з рюкзаком-лідаром на плечах у пустелі Нью-Мексико. NASA/Michael Zanetti

Як орієнтуватися на Місяці?

Минуло майже 50 років з того часу, як людина востаннє ступала на поверхню Місяця у рамках програми «Аполлон». Сьогодні астронавтам пропонують знову відправитися на супутник, але вже у ході програми «Артеміда», у якій окрім США беруть участь Європейське космічне агентство, а також низка інших країн. З-поміж розробок ракет-носіїв, космічних кораблів, орбітальних модулів, скафандрів для екіпажів та місячного транспорту для них, не менш важливим завданням є створення служби позиціонування на поверхні Місяця.

На Землі найбільш очевидними прикладами є GPS, Galileo, Beidou та інші. Вони пропонують відмінні показники позиціонування, проте водночас вимагають як угруповання супутників на орбіті, так і наземного обладнання. Дослідники припускають, що теоретично на Місяці можна використовувати і GPS в деяких діапазонах, проте важливо відзначити, що з-поміж іншого, користувачі будуть обмежені єдиною стороною Місяця, зверненою до Землі. Тому розглядаються альтернативні навігаційні методи та архітектури.

І цього разу в NASA знайшли рішення у лідарах (Light Identification, Detection and Ranging) — технології вимірювання відстані до об'єктів шляхом випромінювання світла (лазер) та вимірювання часу повернення цього відбитого світла на приймач. Технологію пропонують носити як рюкзак: вдягнений на плечі лідар з частотною модуляцією забезпечить навігацію астронавтам у реальному часі, будуючи тривимірну мапу місячної місцевості.

Як носити навігатор на плечах?

Кінематичний навігаційно-картографічний рюкзак або Kinematic Navigation and Cartography Knapsack (KNaCK) — це портативний варіант лідара, а саме лідара з частотно-модульованою безперервною хвилею (FMCW), працює, направляючи змінне лазерне світло на об'єкти ландшафту, з яким стикається, а потім вимірюючи доплерівський зсув сигналу, який повертається. Таким чином утворюється «хмара з точок», яка і формує 3D-мапу з високою роздільною здатністю. Причому завдяки тому, що у лідарах використовується лазер, KNaCK може працювати в темряві, що позбавляє астронавтів необхідності носити з собою громіздкі освітлювальні установки. Крім того, за словами NASA, дослідники в рамках «Артеміди» планують відвідати південний плюс Місяця, де Сонце ніколи не підіймалося вище трьох градусів над горизонтом.

KNaCK у пустелі розгледів приземлення дрона і відстежив пил, що від нього розлетівся. Зліва вгорі дані з лідара, а знизу - траєкторія руху пилинок. Синім позначені чатинки, що рухаються до сканера, а червоним - від нього. NASA/Michael Zanetti

KNaCK у пустелі розгледів приземлення дрона і відстежив пил, що від нього розлетівся. Зліва вгорі дані з лідара, а знизу - траєкторія руху пилинок. Синім позначені чатинки, що рухаються до сканера, а червоним - від нього. NASA/Michael Zanetti

KNaCk вже пройшов польові випробування у Космічному центрі Кеннеді та KNaCk вже пройшов польові випробування у Космічному центрі Кеннеді та у пустелі Нью-Мексико. Поки прототип важить 18 кілограмів, однак агентство заявляє про плани зменшити його розміри та вагу, щоб в астронавтів була можливість носити лідар, наприклад, на шоломах, а не на плечах.

«Повернення людей на Місяць», як планує NASA за своїм проєктом «Артеміда» передбачає безліч супутніх задач. Так, наприклад, ми розповідали про місяцехід з ракетною установкою, який зможе добувати воду з місячної криги, вириваючи двометрові канавки на поверхні. А пересуватися супутникам майбутнім дослідникам пропонують стоячи на всюдиході-візку, який оснастили роботизованою рукою, стереокамерами та набором датчиків для напівавтономних операцій. Готуються до місії також і на законодавчому рівні — нещодавно Канада запропонувала «космічні» поправки у свій кримінальний кодекс, які передбачають відповідальність за злочини на час шляху астронавтів до космічної станції, час перебування на ній, та під час повернення додому.


Фото в анонсі: NASA/Michael Zanetti