Garmin em Marte
Quando o helicóptero Ingenuity da NASA descolou para o primeiro voo controlado em Marte, o sensor de medição de distância ótica Garmin LIDAR-Lite v3 ajudou a medir a altura a que a aeronave foi.
Com o helicóptero Ingenuity, a NASA fez o primeiro voo controlado noutro planeta — e a missão histórica decorreu com a Garmin a bordo.
Ingenuity aterrou em segurança na Jezero Crater em Marte a Feb. 18, 2021, Acoplado à barriga do rover Perseverance, da missão Mars 2020. Desdobrou-se em segurança da sua posição no rover, foi lançado para a superfície marciana, carregou-se com recurso a energia solar, confirmou as comunicações com os operadores de voo na Terra, preparou as pás do rotor e, por fim, levantou voo e voou de forma autónoma pela primeira vez. O Ingenuity, originalmente concebido para uma demonstração tecnológica de até cinco voos de teste em 30 dias, realizou 72 voos em menos de três anos e concluiu a sua missão a 25 de janeiro de 2024..
Então, como a Garmin esteve envolvida? A nossa tecnologia, LIDAR-Lite v3, mediu a distância do helicóptero ao solo. O objetivo de altitude de voo do Ingenuity era atingir até 5 metros da superfície de Marte, num voo com uma duração até 90 segundos. Para colocar isto em escala, a atmosfera em Marte é menos de 1% da densidade da Terra — e o primeiro voo de Wilbur e Orville Wright na Terra durou apenas 12 segundos. Ingenuity fez isso tudo e mais, voando durante 128,8 minutos, percorrendo 17 quilómetros e subindo até 24 metros de altura.
O Ingenuity pesava 4 libras na Terra, o equivalente a 1,5 libras em Marte, e os seus rotores mediam cerca de 4 pés de ponta a ponta. Isto fez do LIDAR-Lite v3 a solução perfeita para sensores de medição de distância ótica compactos e de alto desempenho.
Abaixo, o engenheiro de design da Garmin, Bob Lewis, que ajudou a desenvolver esta tecnologia, explica as vantagens de escolher o LIDAR-Lite numa missão tão importante como esta.
O que é o dispositivo LIDAR-Lite, e como ele trabalha?
O módulo LIDAR-Lite seria designado por altímetro. Mede a distância entre o helicóptero e o solo e utiliza impulsos de luz infravermelha que são projetados para o solo. De seguida, a luz regressa e ele mede o tempo que demora a propagar-se do helicóptero até ao solo e voltar para cima. Foi escolhido porque é muito, muito leve, e o helicóptero — por operar numa atmosfera de baixa densidade — não consegue transportar muita energia.
Como é tipicamente utilizado o LIDAR-Lite na Terra?
É utilizado para medir distâncias em diferentes aplicações — normalmente distâncias até 40 metros. E é bastante preciso. A sua precisão é de pouco menos de uma polegada, sendo útil em diversas situações. Tem sido muito utilizado em drones como altímetro para medir a altura do drone em relação ao solo. Tem sido utilizado em algumas aplicações de robótica para digitalizar salas. Uma das características deste sistema ótico é que tem um feixe bem focado, pelo que o feixe não se espalha muito, e pode digitalizar 360 graus sobre o horizonte e obter um mapa da sala. Mas em qualquer lugar onde esteja a tentar medir uma distância com precisão e com uma taxa de atualização rápida, o LIDAR-Lite pode ser utilizado para sistemas que necessitem desta informação para a navegação.
Se obtiver uma taxa de atualização muito lenta, não conseguirá mover-se rapidamente. O LIDAR-Lite pode fornecer atualizações a centenas de ciclos por segundo.
Se obtiver uma taxa de atualização muito lenta, não conseguirá mover-se rapidamente. O LIDAR-Lite pode fornecer atualizações a centenas de ciclos por segundo?
Na verdade, é utilizado numa variedade de produtos Garmin. No caso da NASA, suspeito que seja utilizado principalmente para medir a distância ao solo, mas se combinar a distância ao solo com o sistema de câmaras, pode utilizá-lo para navegação. Dispomos de um telémetro portátil para golfe, o Approach® Z82, que possui esta tecnologia. Existem também produtos desportivos, a mira de arco Xero® A1i e a mira de besta Xero X1i, que medem a distância até um alvo e, com base na distância a que se encontra, calculam a quantidade de queda aérea que haverá. Assim, se estiver a 45 metros de distância, a flecha cairá bastante — e o LIDAR-Lite oferece, basicamente, uma nova localização de apontamento que compensa essa diferença. Pode ser utilizado em todos os tipos de aplicações exclusivas.
Interessado em ler mais sobre esta aventura histórica? Saiba mais sobre a missão Ingenuity da NASA aqui.