Nasa brengt de maan in kaart met Lidar

Nasa’s Kinematic Navigation and Cartography Knapsack Instrument (Knack) gebruikt 4D-lidar om toekomstige maan- en planetaire verkenningen te ondersteunen. Knack is een op lidar gebaseerd mobiel terrein- en navigatiesysteem om zeer nauwkeurige kaarten van het maanoppervlak te maken en navigatiemogelijkheden te bieden.

Nasa wil het gebrek aan wereldwijde positionerings- en navigatiesystemen voor op de maan verhelpen. 4D lidar maakt de detectie per punt instant snelheid mogelijk naast 3D-positionering om gebruik te maken van de 4D-lokalisatiemogelijkheden van de sensor. Hiermee kan het instrumentsysteem een ​​realtime, zeer nauwkeurige 3D-weergave van de maantopografie bouwen en positioneringsgegevens leveren waarmee astronauten en rover-voertuigen op de maan kunnen navigeren.

"Profiterend van de nieuwste ontwikkelingen in Lidar-technologie van Aeva, zal onze volgende generatie ruimtegeharde eenheid met ondersteuning van Torch Technologies ongeveer de grootte hebben van een frisdrankblikje en operaties op het maanoppervlak mogelijk kunnen maken als nooit tevoren", zegt Michael Zanetti, Knack-projectmanager en hoofdonderzoeker bij Nasa’s Marshall Space Flight Center.

"Het zal ook helpen om de veiligheid van astronauten en rover-voertuigen te garanderen in een omgeving zonder GPS, zoals de maan, door de werkelijke afstanden tot verre oriëntatiepunten te identificeren en ontdekkingsreizigers in realtime te laten zien hoe ver ze zijn gekomen en hoe ver ze nog moeten gaan om hun bestemming te bereiken."

Zuidpool-uitdagingen

Aeva zei dat zijn lidar Nasa helpt bij het overwinnen van uitdagingen die specifiek zijn voor de zuidpool van de maan, een regio die zal worden verkend door Nasa’s Artemis-missies. Omdat de zon nooit meer dan drie graden boven de horizon van deze zuidpool schijnt, wordt het gebruik van camera’s en andere lidarsensoren verhinderd. De regio heeft gebieden die permanent in de schaduw staan, wat navigatie op basis van fotogrammetrie onmogelijk maakt.

De 4D-lidar bevat frequentiegemoduleerde continue golf (FMCW) -technologie die immuun is voor optische interferentie van de zon en in het donker kan werken. Hierdoor kunnen astronauten en rovers Knack-instrumenten gebruiken om het maanoppervlak op elk moment, dag en nacht, te verkennen en in kaart te brengen.

Stofduivels detecteren

Bovendien wordt de lidar-sensor onderzocht in twee andere mogelijke use-cases. Ten eerste om high-definition terreinkaarten te maken, wat kan leiden tot betere visualisaties van landingsplaatsen. En ten tweede, de verkenning van de snelheidsdetectiemogelijkheden van de sensor om zwevende deeltjes in de lucht te detecteren, zoals de manier waarop de uitlaatgassen van raketpluimen interageren met maan- en planetaire oppervlakken, evenals het meten van kleinschalige atmosferische verschijnselen zoals stofduivels.