Ученые создали рюкзак, позволяющий астронавтам создавать 3D-карту поверхности Луны без использования GPS

Лунный южный полюс требует инновационных технологий, так как он до сих пор остается мало изученной областью. Здесь Солнце никогда не поднимается более чем на 3 градуса над горизонтом, оставляя большую часть местности в тени.

Фото из открытых источников

Когда астронавты приземлятся на Южном полюсе Луны, их самым большим препятствием будет темнота. В связи с этим инженеры разработали специальный рюкзак, который будет в реальном времени формировать 3D-карту местности, помогая исследователям на неизведанной территории.

Получивший название Kinematic Navigation and Cartography Knapsack (KNaCK), рюкзак использует дальномерный лазерный луч для картирования региона вместе с частотно-модулированным лидаром (FMCW), обеспечивающим дальность для миллионов точек измерений в секунду.

Фото из открытых источников / Ученый-планетолог NASA из Центра космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле Майкл Дзанетти в конце 2021 года отправляется в поход на шлаковой конус в вулканическом поле Портильо в Нью-Мексико, тестируя прототип устройства размером с рюкзак / Фото: NASA

Майкл Дзанетти, возглавляющий проект KNaCK, объяснил инновацию как сверхмощную версию лазерных дальномеров, используемых геодезистами, или в высокочувствительных сигнализациях сближения, помогающим умным автомобилям избегать столкновений.

«По сути, датчик - это геодезический инструмент как для навигации, так и для научного картографирования, способный создавать 3D-карты сверхвысокого разрешения с сантиметровой точностью», - добавил он.

«Это устройство также поможет обеспечить безопасность астронавтов и роверов в среде, лишенной GPS, определяя фактические расстояния до далеких ориентиров и показывая местность исследователям в режиме реального времени», - сказал Дзанетти.

Разработка рюкзака началась в 2020 году, после чего исследователи разработали прототипы и связанные с ними алгоритмы навигации, которые позволяют делать точное отображение без GPS.

Используя рюкзак, астронавты смогут точно видеть топографию ландшафта, включая глубокие овраги, горы и пещеры. NASA заявило, что рюкзак работает даже в полной темноте, избавляя астронавтов от необходимости тащить громоздкие осветительные установки, куда бы они ни пошли. Это позволит исследователям, пересекающим поверхность, определить их движение, направление и ориентацию на отдаленные вершины или на их базу операций.

Они могут даже отмечать конкретные места, где они нашли какой-то уникальный минерал или горную породу, поэтому другие могут легко вернуться для дальнейшего изучения.

Команда протестировала систему в этом древнем вулканическом кратере, возраст которого оценивается в 25 000-80 000 лет, а также провела 3D-реконструкцию дюн морского барьера длиной 6 миль в Космическом центре Кеннеди НАСА. Сейчас команда работает над миниатюризацией оборудования, которое на данный момент весит около 18 килограммов.

«Используя последние достижения в области лидарных технологий от Aeva, наш космический аппарат следующего поколения при поддержке Torch Technologies будет размером с банку содовой и сможет проводить операции на поверхности Луны, как никогда раньше», - сказал Дзанетти.