Garmin Marsissa

Kun NASAn Ingenuity-helikopteri lähti ensimmäiselle johdetulle lennolle Marsiin, Garminin optinen LIDAR-Lite v3 -etäisyysmittausanturi mittasi sen lentokorkeutta.

NASA teki ensimmäisen johdetun lennon toiselle planeetalle Ingenuity-helikopterilla, ja Garmin oli mukana historiallisella matkalla.

Ingenuity laskeutui turvallisesti Marsin Jezeron kraatteriin 18.2.2021 kiinnitettynä Mars 2020 Perseverance -avaruusmönkijään. Irtauduttuaan mönkijästä se laskeutui Marsin pinnalle, latautui aurinkoenergiasta, vahvisti yhteyden lennonjohtoon Maassa, käynnisti roottorinsa ja lähti itsenäisesti lentoon ensimmäisen kerran. Ingenuity suunniteltiin alun perin tekemään enintään viisi testilentoa 30 päivässä, mutta se teki 72 lentoa alle kolmessa vuodessa, ja sen tehtävät päättyivät 25.1.2024.

Miten Garmin siis osallistui tähän? Tekniikkamme LIDAR-Lite v3 mittasi helikopterin etäisyyden maahan. Ingenuityn tavoitteena oli nousta enintään 5 metriin (15 jalkaan) Marsin pinnalta, ja lennon oli tarkoitus kestää enintään 90 sekuntia. Marsin ilmakehän tiheys on alle 1 % Maan ilmakehästä, ja Wilbur ja Orville Wrightin ensimmäinen lento kesti vain 12 sekuntia. Ingenuity onnistui tässä ja teki paljon muutakin: se lensi kaikkiaan 128,8 minuutin ajan, ja matkaa kertyi 17 kilometriä (10,5 mailia) ja korkeutta 24 metriä (78,7 jalkaa).

Ingenuity painoi Maassa 1,8 kilogrammaa (4 paunaa) ja Marsissa 0,5 kilogrammaa (1,5 paunaa), ja sen roottorien kärkiväli oli noin 1,2 metriä (4 jalkaa). Siksi LIDAR-Lite v3 oli siihen ihanteellinen kompakti ja tehokas optinen matkamittausanturi.

Alla Garminin suunnittelija Bob Lewis, joka osallistui tekniikan kehittämiseen, kertoo, miksi LIDAR-Lite kannatti valita näin tärkeään tehtävään.

Mikä LIDAR-Lite-laite on ja miten se toimii?

LIDAR-Lite-moduulista käytetään nimitystä korkeusmittari. Se mittaa etäisyyden helikopterista maahan käyttäen infrapunavalosykäyksiä, jotka se suuntaa maahan. Kun valo heijastuu takaisin, moduuli mittaa, miten kauan valon siirtyminen maahan ja takaisin kestää. Se valittiin, koska se on erittäin kevyt, ja helikopterin kantokyky on todella pieni, koska se toimii pienitiheyksisessä ilmakehässä.

Miten LIDAR-Litea tavallisesti käytetään Maassa?

Sillä mitataan tavallisesti enintään 40 metrin pituisia matkoja monenlaisia käyttötarkoituksia varten. Se on myös suhteellisen tarkka. Sen tarkkuus on hiukan alle tuuman, joten siitä on hyötyä monenlaisissa tilanteissa. Sitä on käytetty paljon drooneissa korkeusmittarina, joka mittaa droonin lentokorkeutta, ja robotiikassa tilan skannaamiseen. Tämän optisen järjestelmän valokeila kohdistuu tarkasti eikä leviä paljoakaan. Lisäksi sillä voi luoda tilasta kartan skannaamalla 360 horisontin yläpuolella. LIDAR-Litea voi käyttää missä tahansa järjestelmissä, jotka tarvitsevat tarkkoja etäisyystietoja navigointiin nopealla päivitystahdilla.

Liian hidas päivitystahti hidastaa liikettä. LIDAR-Lite pystyy antamaan satoja päivityksiä sekunnissa.

Onko muissa Garminin tuotteissa LIDAR-Lite-tekniikkaa?

Itse asiassa sitä käytetään monissa Garmin-tuotteissa. NASAn kohdalla arvelisin, että sitä käytetään ensisijaisesti maan etäisyyden mittaamiseen, mutta jos etäisyys maahan yhdistetään kamerajärjestelmään, tietoja voidaan käyttää navigointiin. Myös golf-etäisyysmittari Approach® Z82 sisältää kyseistä tekniikkaa. Myös jotkin urheilutuotteet, kuten Xero® A1i -jousitähtäin ja Xero X1i -varsijousitähtäin, mittaavat etäisyyden kohteeseen ja arvioivat sen perusteella, miten paljon nuolen korkeus laskee ammuttaessa. Esimerkiksi 50 metrin ammuntamatkalla nuolen korkeus laskee jo melko paljon, ja LIDAR-Lite kompensoi sitä antamalla uuden tähtäyssuunnan. Sitä voi käyttää monenlaisiin tarkoituksiin.

Haluatko lukea lisää tästä historiallisesta seikkailusta? Voit lukea lisää NASAn Ingenuity-ohjelmasta täällä.