İnsanlık Ay’a dönmeye hazırlanırken (bize sürekli hatırlattıkları gibi (“kalmak”)), astronotların ay yüzeyinde güvenli ve üretken olmalarını sağlamak için inşa edilmesi gereken çok sayıda altyapı var. GPS olmadan navigasyon ve haritalama çok daha zor – ve NASA, sıradan kameralar ve uydu cihazları onu kesmediğinde araziyi tarayan bir araç oluşturmak için lidar şirketi Aeva ile birlikte çalışıyor.
Proje KNaCK veya Kinematik Navigasyon ve Haritacılık Sırt Çantası olarak adlandırılıyor ve eş zamanlı konum ve haritalama (SLAM) kavramlarına dayalı bir tür aşırı hassas ölü hesaplama sistemi olarak hareket etmesi gerekiyor.
Bu gereklidir çünkü şu anda Ay’da, Mars’ta veya başka herhangi bir gezegende GPS tipi bir teknolojiye sahip değiliz ve yörüngeden yüzeyin yüksek çözünürlüklü görüntülerine sahip olmamıza rağmen, bu her zaman gezinmek için yeterli değildir. Örneğin, Ay’ın Güney Kutbu’nda, güneşin sabit açısı, orada asla aydınlatılmayan derin gölgeler ve nasıl baktığınıza dikkat etmeniz gereken parlak parlak vurgular ile sonuçlanır. Bu bölge, yüzeyin altında çok miktarda su bulunduğundan Ay operasyonları için bir hedeftir, ancak yüzeyin ayrıntılı olarak nasıl göründüğüne dair iyi bir fikrimiz yok.
Lidar, karanlıkta veya parlak güneş ışığında bile haritalama seçeneği sunar ve bu amaç için arazi araçlarında ve diğer araçlarda zaten kullanılmaktadır. Ancak NASA’nın aradığı şey, bir astronotun sırt çantasına veya bir geziciye monte edilebilecek kadar küçük, ancak araziyi tarayabilen ve gerçek zamanlı olarak ayrıntılı bir harita üretebilen ve içinde tam olarak nerede olduğunu belirleyen bir birimdi.
Sırt çantasına monte edilmiş bir lidarın konsept görüntüsü.
NASA’nın son birkaç yıldır sürdürdüğü şey, Uzay Teknolojisi Misyon Müdürlüğü’nün 2019’daki lansmanından bu yana “İlk kariyer NASA liderleriyle dünya çapında dış yenilikçilerle ortaklık kurarak NASA’nın teknolojik tabanını ve en iyi uygulamalarını canlandırmayı” amaçlayan “Erken Kariyer Girişimi” aracılığıyla finanse edildi. ” Bu durumda yenilikçi, otomotiv lidar ve algılama sistemleri ile tanınan Aeva’dır.
Aeva, verilen bir noktanın menzilini yakalamanın yanı sıra, lidarının hız vektörünü de yakalaması nedeniyle, bu tür birçok sisteme göre bir avantaja sahiptir. Böylece bir sokağı taradığında, bir şeklin 30 MPH’de kendisine doğru hareket ettiğini, diğerinin 5 MPH’de uzaklaştığını ve diğerlerinin sensörün kendi hareketine göre hareketsiz durduğunu bilir. Bu, flaş veya diğer lidar yöntemleri yerine frekans modülasyonlu sürekli dalga teknolojisinin kullanılmasının yanı sıra, parlak güneş ışığından kaynaklanan parazitlere karşı dayanıklı olduğu anlamına gelir.
Neyse ki, ışık, zaten çoğunlukla Ay’da, burada Dünya’da olduğu gibi aynı şekilde çalışır. Atmosfer eksikliği bazı şeyleri biraz değiştiriyor, ancak çoğunlukla bu, teknolojinin işini güvenli bir şekilde yapabilmesini sağlamakla ilgili.
“Dalga boylarını, spektrumu veya bunun gibi şeyleri değiştirmeye gerek yok. Aeva CEO’su Soroush Salehian, FMCW, burada veya başka herhangi bir yerde ihtiyacımız olan performansı elde etmemizi sağlıyor” dedi. “Anahtar onu sertleştirmek ve bu, NASA ve ortaklarıyla birlikte çalıştığımız bir şey.”
“Bütün öğelerimizi bu küçük altın kutuya paketlediğimiz için, bu, sistemin bir bölümünün, vakum koşulları gibi atmosferik koşullardaki bir değişiklik nedeniyle olup bitenlere duyarlı olmadığı anlamına gelir; bu kutu kalıcı olarak mühürlenmiştir, bu da bu donanımın uzay uygulamalarına olduğu kadar karasal uygulamalara da uygulanabilmesini sağlar,” diye açıkladı Aeva’da teknolojiden sorumlu başkan yardımcısı James Reuther.
Hala bazı değişiklikler gerekiyor, dedi: “Bir boşlukta iyi olduğumuzdan emin olmak, sistemin ürettiği ısıyı termal olarak reddetmek için bir yolumuz olduğundan emin olmak ve fırlatma sırasında şok ve titreşimi tolere etmek ve radyasyon ortamını kanıtlamak. ”
Sonuçlar oldukça etkileyici — en üstteki görüntüdeki Ay’a iniş sergisinin 3 boyutlu rekonstrüksiyonu, bir prototip ünite ile etrafta dolaşılarak sadece 23 saniyelik bir koleksiyonda yakalandı. (Daha büyük manzara biraz daha yürüyüştü.)
NASA bilim adamları şu anda teknolojiyi test ediyor. Proje lideri Michael Zanetti’de olduğu gibi “dışarıda” bana çölden bir e-posta gönderdi:
Proje mükemmel ilerliyor. KNaCK projesi şu anda (şu anda, bugün ve bu hafta) New Mexico’daki çölde, bilim veri toplama ve simüle edilmiş ay ve gezegen yüzey araştırma görevi operasyonları için donanım ve yazılımı test ediyor. Bu, NASA’nın Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) RISE2 ve GEODES ekiplerinden bilim adamları ve mühendislerden oluşan bir ekiple birlikte. Aeva’nın FMCW-LiDAR’ı ile buradaki jeolojik mostraların 3 boyutlu haritalarını yapmak (eğim, trafiğe elverişlilik, genel morfoloji ölçümleri yapmak için) ve durumsal farkındalık için görev operasyonlarının kişiye monte LiDAR sistemlerinden nasıl yararlanabileceğini değerlendirmek için veri topluyoruz. .
Ve işte buradalar:
Resim Kredisi: NASA
Zanetti, yakında Aeva lidar ünitesini gezici prototiplerinde ve Marshall Uzay Uçuş Merkezi’ndeki büyük simüle edilmiş bir regolit sandbox’ta test edeceklerini söyledi. Sonuçta, burada, Dünya’da otonom sürüşe uygun bir teknoloji, Ay için de pekala uygun olabilir.
Bu tür lidarlar için arazi aracı ve gezici durumlarında ilgili ilginç bir uygulama, toz bulutlarını algılamak ve karakterize etmektir. Bu, çevresel koşulları değerlendirmek veya bir inişin hızını ve türbülansını tahmin etmek ve diğer şeyler için kullanılabilir – kesin olarak bildiğimiz bir şey, havalı görünen bir nokta bulutu oluşturduğudur:
Resim Kredisi: NASA
Tamamlandığında, KNaCK bir astronotun çevresini gerçek zamanlı olarak eş zamanlı olarak haritalayabilmeli ve onlara nerede olduklarını ve ne kadar hızlı gittiklerini söyleyebilmelidir. Bunların hepsi elbette daha büyük bir sistemi besleyecek, bir iniş aracına, bir yörünge aracına vb.
Tüm bunlar, elbette, bu umut verici ama yine de erken aşamadaki sistemin temellerini ortaya çıkarırken TBD’dir. Gerçek ay operasyonlarına yaklaştıkça daha fazlasını duymayı bekleyin – hala birkaç yıl sonra.