La NASA anuncia una mochila lunar basada en LiDAR para mapear la Luna

A lo largo de la historia, los viajes espaciales han provocado el desarrollo de numerosas tecnologías innovadoras. Los LED y las computadoras portátiles, por ejemplo, son elementos básicos tecnológicos en nuestra vida diaria debido a las inversiones en vuelos espaciales e investigación.

La tendencia histórica de invención e innovación continúa a medida que la NASA se fija en enviar humanos a la luna. La NASA reveló recientemente que había construido con éxito una «mochila lunar» basada en LiDAR para ser utilizada para estudiar la superficie de la luna en asociación con Aeva.

Este artículo discutirá algunas de las tecnologías únicas que ofrece el LiDAR de Aeva y cómo funciona la nueva mochila lunar de la NASA.

LiDAR 3D y desafíos para el espacio

La mayoría de los sistemas LiDAR 3D funcionan utilizando un principio de tiempo de vuelo (ToF) en el que el sensor puede interpretar la distancia de los objetos desde la fuente a partir del tiempo total que tardan los fotones incidentes en reflejarse y regresar después de ser transmitidos.

En la mayoría de los casos, cuando las personas hablan de LiDAR, es probable que se refieran a LiDAR 3D, que se utiliza en aplicaciones como vehículos autónomos (AV) y robótica.

Los datos resultantes de 3D LiDAR son un mapa ambiental en solo tres dimensiones (es decir, X, Y y Z).

Si bien es poderoso, el LiDAR 3D tiene ciertas deficiencias que pueden dificultar su uso en aplicaciones espaciales.

Uno de esos desafíos es que, para permitir que los sistemas LiDAR 3D creen un mapa 3D de su entorno, los sistemas deben depender de sensores externos como unidades de medición inercial (IMU) y GPS para ubicarse dentro de ese mapa. Es posible que este requisito no sea un problema en aplicaciones terrestres, como vehículos, pero en entornos restringidos por GNSS, como la luna, esto puede ser una gran limitación. LiDAR 4D con FMCW

Para abordar las deficiencias de 3D LiDAR, muchos están recurriendo a LiDAR de onda continua modulada en frecuencia (FMCW) como solución. FMCW LiDAR abandona el enfoque tradicional de ToF y, en cambio, mide la distancia al transmitir un pulso láser continuo y emitir un sonido repetido en frecuencia. El concepto sigue que el tiempo de subida del chirrido es más largo que el tiempo que tarda la luz en alcanzar el objeto incidente. Por lo tanto, cuando la señal reflejada regresa, los ingenieros pueden decir cuánto cambió la frecuencia mientras la luz reflejada hizo su viaje de ida y vuelta al objeto.

Multiplicando ese intervalo por las velocidades de chirrido se obtiene la distancia. Aún más importante, los ingenieros pueden procesar aún más los datos para extraer el desplazamiento Doppler del objeto. A partir de esto, se puede determinar la velocidad del objeto medido en relación con el LiDAR.

Esta capacidad conduce a una mayor precisión y resolución en comparación con los enfoques ToF. Debido a esta cuarta dimensión, FMCW también se conoce como 4D LiDAR. En particular, la adición de datos de velocidad permite que 4D LiDAR proporcione mapas mejores y más precisos de un entorno y que LiDAR se ubique dentro de un mapa 3D sin necesidad de IMU o GPS.

La mochila lunar de la NASA: el KNaCK Como se mencionó, la NASA anunció recientemente que había desarrollado un nuevo sistema de mochila lunar para realizar el mapeo y la ubicación de vehículos y astronautas en la luna.

El desafío central de crear un dispositivo para mapear y ubicar a un astronauta en la luna es que no hay un servicio de GPS o GNSS disponible en la superficie lunar. En cambio, la NASA necesitaba una tecnología diferente para hacer el trabajo. La solución produjo su dispositivo más nuevo, Kinematic Navigation and Cartography Knapsack (KNaCK). Naturalmente, la tecnología subyacente fundamental de KNaCK es la tecnología FMCW 4D LiDAR de Aeva. El sensor resultante es una herramienta topográfica de mochila para la navegación y el mapeo científico con la capacidad de generar mapas 3D de alta resolución combinados con información sobre la velocidad de los objetos en el mapa en relación con KNaCK.

Resumen de noticias:

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