Laserowy plecak NASA pozwoli na nawigację z dokładnością do centymetrów

Precyzyjna nawigacja na Ziemi to coś, do czego zdążyliśmy się już przyzwyczaić - przecież wystarczy wyciągnąć z kieszeni smartfon, a systemy satelitarne, jak GPS, podadzą nam lokalizację z dokładnością do kilku metrów, prawda? Tak, ale na Księżycu sytuacja wygląda zgoła inaczej - nie ma tu nie tylko GPS i żadnego innego wsparcia ze strony elektronicznej nawigacji, ale i naturalnego pola magnetycznego, więc tradycyjne kompasy stają się bezużyteczne. Astronauci w czasie misji Apollo korzystali wprawdzie z kompasów słonecznych, ale to bardzo niedoskonałe rozwiązanie.

I tu do akcji wkracza Kinematic Navigation and Cartography Knapsack, czyli KNaCK, a mianowicie nowe rozwiązanie opracowywane przez NASA i partnerów agencji, które łączy w sobie system nawigacji oraz kreator precyzyjnych map eksplorowanego terenu, działający automatycznie i w zupełnych ciemnościach. Kluczowym elementem systemu jest laserowa wersja radaru Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW), czyli wchodzimy tu w kompetencje metody LiDAR.

Przez rzucanie zmodulowanego światła laserowego, a następnie pomiar jego odbicia, można stworzyć wysokiej rozdzielczości trójwymiarowy model terenu. Co ważne, systemy LiDAR działają również w zupełnej ciemności, co ma szczególne znaczenie w przypadku południowego bieguna Księżyca, gdzie Słońce nie wschodzi ponad horyzont na więcej niż 3 stopnie.

W takich warunkach klasyczna nawigacja jest bardzo utrudniona lub wręcz niemożliwa, co stwarza duże zagrożenie dla astronautów i łazików - co więcej, takie systemy mogą znacznie usprawnić procedurę lądowania.

Prototyp KNaCk jest obecnie testowany w terenie w Nowym Meksyku i na polach wydmowych Kennedy Space Center. Na ten moment ma formę plecaka i waży 18 kilogramów, ale NASA wraz z partnerami pracuje nad jego miniaturyzacją, by docelowo można go było umieścić na hełmach astronautów czy pojazdach księżycowych, a także odpowiednim zabezpieczeniem przed księżycowymi temperaturami, promieniowaniem i niską grawitacją.