Garmin på Mars

Da NASA’s helikopter Ingenuity lettede til den første kontrollerede flyvning nogensinde på Mars, var det med en Garmin LIDAR-Lite v3 optisk afstandssensor ombord, som hjalp med at måle, hvor højt fartøjet steg.

Med Ingenuity gennemførte NASA den første kontrollerede flyvning på en anden planet. Og Garmin var en del af den historiske mission.

Ingenuity landede sikkert ved Jezero-krateret på Mars den 18. februar 2021, fastgjort til undersiden af Mars 2020 Perseverance-roveren. Efter landingen foldede den sig sikkert ud fra sin position på roveren, blev placeret på Mars’ overflade, opladede ved hjælp af solenergi, bekræftede forbindelsen til flyvelederne på Jorden, gjorde rotorbladene klar og lettede derefter – for til sidst at flyve autonomt for første gang.

Ingenuity var oprindeligt designet som en teknologidemonstration med op til fem testflyvninger over 30 dage, men endte med at gennemføre 72 flyvninger på under tre år og afsluttede sin mission den 25. januar 2024.

Så hvordan bidrog Garmin?
Vores teknologi, LIDAR-Lite v3, målte afstanden mellem helikopteren og overfladen. Ingenuitys mål var at nå en højde på op til 5 meter (15 fod) over Mars’ overflade under flyvninger, der kunne vare op til 90 sekunder.

Til sammenligning er atmosfæren på Mars mindre end 1 % så tæt som Jordens, og Wright-brødrenes første flyvning på Jorden varede kun 12 sekunder. Ingenuity overgik det med længder – den fløj i alt 128,8 minutter, dækkede 17 kilometer og nåede en maksimal højde på 24 meter.

Ingenuity vejede omkring 1,8 kilo på Mars (svarende til 1,5 pund) og havde rotorblade på cirka 1,2 meter fra spids til spids. Det gjorde LIDAR-Lite v3 til den perfekte kompakte og højtydende løsning til optisk afstandsmåling.

Nedenfor forklarer Garmins designingeniør Bob Lewis, som var med til at udvikle teknologien, fordelene ved at vælge LIDAR-Lite til en mission så vigtig som denne.

Hvad er en LIDAR-Lite-enhed – og hvordan fungerer den?

LIDAR-Lite-modulet fungerer som et højdemålerinstrument. Det måler afstanden mellem helikopteren og overfladen ved hjælp af infrarøde lysimpulser, som sendes mod jorden. Lyset reflekteres derefter tilbage, og systemet beregner den tid, det tager for lyset at rejse ned og op igen.
Det blev valgt, fordi det er ekstremt let, og da helikopteren flyver i en atmosfære med meget lav tæthed, kan den ikke bære tungt udstyr.

Hvordan bruges LIDAR-Lite typisk på Jorden?

Teknologien anvendes til afstandsmåling i mange forskellige sammenhænge – som regel på afstande op til omkring 40 meter – og den er meget præcis. Målingerne er nøjagtige ned til under 3 centimeter, hvilket gør systemet brugbart i mange typer applikationer.

Den bruges ofte i droner som højdemåler til at måle afstanden til jorden, og i robotteknologi til at scanne rum og skabe kort. En af fordelene ved LIDAR-Lite er, at lysbundtet er meget fokuseret, så strålen ikke spreder sig ret meget. Det gør det muligt at scanne 360 grader rundt og danne et præcist rumkort.

Overalt hvor der er behov for hurtige og præcise afstandsmålinger, kan LIDAR-Lite bruges til systemer, der kræver løbende opdateringer til navigation. Hvis opdateringshastigheden er for lav, kan systemet ikke reagere hurtigt nok – men LIDAR-Lite kan levere hundredvis af opdateringer i sekundet.

Bruger Garmin LIDAR-Lite-teknologien i andre produkter?

Ja – Garmin anvender LIDAR-Lite i flere forskellige produkter.
I NASA’s tilfælde blev den primært brugt til at måle afstanden til overfladen, men kombineres dataene med kamerasystemer, kan de også bruges til navigation.

Garmin bruger eksempelvis teknologien i den håndholdte golfafstandsmåler Approach® Z82, som måler præcise afstande til flaget. Den findes også i Xero® A1i buesigte og Xero® X1i armbrøstsigte, der måler afstanden til målet og automatisk beregner projektilernes faldbane.
Hvis du fx skyder fra 46 meters afstand, vil pilen falde mærkbart – og LIDAR-Lite beregner den præcise justering, så du stadig rammer midt i målet.

Teknologien kan altså bruges i mange unikke og avancerede anvendelser – fra golfbaner til på Mars.

Vil du læse mere om denne historiske mission? Du kan finde flere detaljer om NASA’s Ingenuity-projekt her.