Garmin på Mars

Da NASAs Ingenuity-helikopter tok av for sin første kontrollerte flyvning på Mars, bidro den optiske avstandsmålersensoren Garmin LIDAR-Lite v3 til å måle hvor høyt det fløy.

NASA foretok den første kontrollerte flyvningen på en annen planet med Ingenuity-helikopteret, og den historiske ferden fant sted med Garmin på laget.

Ingenuity landet trygt ved Jezero-krateret på Mars 18. februar 2021, festet til undersiden av Mars 2020 Perseverance Rover. Det foldet seg trygt ut fra posisjonen sin på roveren, fant veien til Mars’ overflate, ladet seg opp ved hjelp av solenergi, kommuniserte med flygeledere på jorden, startet opp rotorbladene og tok til slutt av og fløy på egen hånd for første gang. Ingenuity, som opprinnelig ble designet for en teknologidemonstrasjon av opptil fem testflyvninger på 30 dager, foretok 72 flyvninger på mindre enn tre år og fullførte oppdraget sitt 25. januar 2024.

Så hvordan var Garmin involvert? Teknologien vår, LIDAR-Lite v3, målte avstanden fra helikopteret og ned til bakken. Ingenuitys mål var å komme seg fem meter over Mars’ overflate og fly i opptil 90 sekunder. For å sette dette i perspektiv er overflatetrykket på Mars mindre enn 1 % av jordens overflatetrykk, og Wilbur og Orville Wrights første flyvning på jorden varte i kun 12 sekunder. Ingenuity fikk til alt det med mer ved å fly i 128,8 minutter, dekke 17 kilometer og stige opp til 24 meters høyde.

Ingenuity veide 1,8 kilo på jorden, noe som tilsvarer 0,68 kilo på Mars, og rotorbladene var 1,2 meter lange fra tupp til tupp. Dette gjorde LIDAR-Lite v3 til en perfekt, kompakt høytytende optisk avstandsmålersensor.

Garmins designingeniør Bob Lewis, som var med på å utvikle denne teknologien, forklarer fordelene ved å velge LIDAR-Lite på et så viktig oppdrag som dette nedenfor.

Hva er en LIDAR-Lite-enhet, og hvordan fungerer den?

LIDAR-Lite-modulen blir referert til som en høydemåler. Den måler avstanden fra helikopteret og ned til bakken, og den bruker infrarøde lyspulseringer som projiseres ned til bakken. Når lyset reflekteres, måler den tiden det tar for lyset å komme seg fra helikopteret og ned til bakken og opp igjen. Den ble valgt fordi den er svært lett, og helikopteret, siden det brukes i en atmosfære med lavt overflatetrykk, ikke kan bære så mye tungt.

Hvordan brukes LIDAR-Lite vanligvis på jorden?

Den brukes til å måle avstander i ulike situasjoner, vanligvis avstander på opptil omtrent 40 meter. Og den er ganske nøyaktig. Den er nøyaktig ned til litt under en tomme, så den kan være nyttig i en rekke situasjoner. Den har blitt brukt mye i droner som en høydemåler for å måle dronens høyde over bakken. Den har blitt brukt i noe robotikk for å skanne rom. En av egenskapene til dette optiske systemet er at det har en godt fokusert stråle, noe som gjør at strålen ikke sprer seg så mye, og du kan skanne 360 grader over horisonten og kartlegge rommet. Men hvor enn du prøver å måle en avstand nøyaktig og med en rask oppdateringshastighet, kan LIDAR-Lite brukes til systemer som trenger denne informasjonen for å navigere.

Hvis du har en oppdateringshastighet som er for treg, kan du ikke bevege deg særlig raskt. LIDAR-Lite kan gi deg oppdateringer på hundrevis av sykluser per sekund.

Har Garmin andre produkter med LIDAR-Lite-teknologi?

Den brukes faktisk i en rekke ulike Garmin-produkter. Når det gjelder NASA, antar jeg at den hovedsakelig brukes til å måle avstander over bakken, men hvis du kombinerer avstanden til bakken med kamerasystemet, kan du bruke den til å navigere. Vi har en håndholdt golfavstandsmåler, Approach® Z82, som har den teknologien. Det finnes også annet utstyr, som Xero® A1i-buesiktet og Xero X1i-buesiktet, som måler avstanden til et mål, og som, basert på hvor langt unna du er, beregner hvor mye fall det kommer til å være. Hvis du er 46 meter unna, kommer pilen til å falle ganske mye, og LIDAR-Lite gir deg i bunn og grunn en ny pekepinn som kompenserer for den forskjellen. Den kan brukes i en rekke ulike situasjoner.

Vil du lese mer om dette historiske eventyret? Du kan finne ut mer om NASAs Ingenuity-ferd her.