Garmin na Marsie
Kiedy wiropłat Ingenuity należący do NASA wystartował w ramach pierwszego kontrolowanego lotu na Marsie, optyczny czujnik pomiaru odległości Garmin LIDAR-Lite v3 pomógł zmierzyć wysokość, na jaką się wzniósł.
Dzięki wiropłatowi Ingenuity NASA wykonała pierwszy kontrolowany lot na innej planecie – a ta historyczna misja odbyła się z udziałem firmy Garmin.
Wiropłat Ingenuity wylądował bezpiecznie w kraterze Jezero na Marsie 18 lutego 2021 roku, przymocowany do spodu łazika Perseverance z misji Mars 2020. Bezpiecznie rozłożył się z pozycji na łaziku, wylądował na powierzchni Marsa, naładował się energią słoneczną, potwierdził łączność z operatorami lotu na Ziemi, uruchomił łopaty wirnika i w końcu wykonał pierwszy autonomiczny lot. Wiropłat Ingenuity, pierwotnie zaprojektowany do demonstracji technologii obejmującej do pięciu lotów testowych w ciągu 30 dni, wykonał 72 loty w mniej niż trzy lata i zakończył swoją misję 25 stycznia 2024 r.
W jaki więc sposób zaangażowana była firma Garmin? Nasza technologia – LIDAR-Lite v3 – mierzyła wysokość, na jaką wznosił się wiropłat. Celem lotu Ingenuity było osiągnięcie wysokości 5 metrów (15 stóp) nad powierzchnią Marsa i utrzymanie się w powietrzu przez maksymalnie 90 sekund. Aby lepiej to zobrazować, atmosfera na Marsie jest mniej niż 1% tak gęsta jak atmosfera ziemska, a pierwszy lot Wilbura i Orville’a Wrightów na Ziemi trwał tylko 12 sekund. Wiropłat Ingenuity osiągnął ten cel, a nawet więcej, ostatecznie lecąc przez 128,8 minut, pokonując 17 kilometrów (10,5 mili) i wznosząc się na wysokość 24 metrów (78,7 stopy).
Wiropłat Ingenuity ważył 1,8 kg (4 funty) na Ziemi, co odpowiada 0.68 kg (1,5 funta) na Marsie, a jego wirniki miały około 1,2 m (4 stopy) średnicy. Dzięki temu LIDAR Lite v3 stał się idealnym, kompaktowym i wydajnym rozwiązaniem w zakresie optycznych czujników pomiaru odległości.
W poniższym akapicie – Bob Lewis, inżynier projektant firmy Garmin, który pomógł opracować tę technologię – wyjaśnia zalety wyboru LIDAR-Lite w tak ważnej misji.
Czym jest urządzenie LIDAR-Lite i jak działa?
Moduł LIDAR nazywany jest wysokościomierzem. Mierzy on odległość między wiropłatem a ziemią, wykorzystując impulsy światła podczerwonego, które są wysyłane w kierunku ziemi. Następnie światło powraca, a moduł mierzy czas potrzebny na dotarcie światła z wiropłatu do ziemi i z powrotem. Został wybrany, ponieważ jest bardzo lekki, a wiropłat – ponieważ działa w atmosferze o niskiej gęstości – nie może przewozić dużych ładunków.
Jak zazwyczaj LIDAR-Lite jest wykorzystywany na Ziemi?
Służy do pomiaru odległości w różnych zastosowaniach – zazwyczaj odległości do około 40 metrów. Dobrze sobie z tym radzi. Jego dokładność wynosi około 2 centymetrów, więc jest przydatny w różnych sytuacjach. Jest często stosowany w dronach jako wysokościomierz do pomiaru wysokości drona nad ziemią. Jest również wykorzystywany w niektórych zastosowaniach robotyki do skanowania pomieszczeń. Jedną z cech tego systemu optycznego jest dobrze skupiona wiązka, dzięki czemu nie rozprzestrzenia się ona zbytnio i umożliwia skanowanie 360 stopni nad horyzontem i uzyskanie mapy pomieszczenia. Jednak wszędzie tam, gdzie trzeba dokładnie mierzyć odległość i szybko aktualizować dane, LIDAR-Lite może być wykorzystywany w systemach wymagających tych informacji do nawigacji.
Jeśli częstotliwość aktualizacji jest zbyt niska, nie można działać szybko. LIDAR-Lite jest w stanie zapewnić aktualizacje z częstotliwością setek cykli na sekundę.
Czy Garmin ma w swojej ofercie inne produkty wykorzystujące technologię LIDAR-Lite?
Technologia ta jest wykorzystywana w wielu różnych produktach Garmin. W przypadku NASA podejrzewam, że służy ona przede wszystkim do pomiaru odległości od ziemi, ale jeśli połączy się odległość od ziemi z systemem kamer, można ją wykorzystać do nawigacji. Mamy w ofercie podręczny dalmierz golfowy – Approach® Z82 – który został wyposażony w tę technologię. Mamy także produkty dla sportowców – celownik łuczniczy Xero® A1i i celownik do kuszy Xero X1i – które mierzą odległość do celu i na podstawie odległości obliczają, jak duże będzie opadanie strzały lub bełtu. Jeśli więc znajdujesz się około 45 metrów (50 jardów) od celu, strzała lub bełt opadnie raczej znacząco – a LIDAR-Lite zasadniczo podaje nową lokalizację, która kompensuje tę różnicę. Tę technologię można wykorzystać w różnych unikatowych zastosowaniach.
Chcesz dowiedzieć się więcej o tej historycznej przygodzie? Więcej informacji na temat misji Ingenuity NASA znajdziesz tutaj.
