Лидар NASA CASALS наводит лазер цветом, а не зеркалами

Спутниковые лазеры уже измеряют высоту лесов и ледников на Земле, но только вдоль узких линий, между которыми остаются широкие неизмеренные полосы. Новый прибор Центра космических полётов имени Годдарда NASA должен закрыть эти пробелы. 21 октября NASA рассказало о CASALS (Concurrent Artificially-intelligent Spectrometry Lidar System). Он сканирует сплошную 3D-полосу поверхности, а не одну линию.

Как это работает

Большинство сканирующих лидаров наводят луч подвижными зеркалами: они тяжёлые, потребляют энергию и могут изнашиваться в космосе. У CASALS на пути луча нет движущихся деталей. Он наводится длиной волны лазера.

• Быстрый импульсный перестраиваемый «затравочный» лазер с центром на 1040 нм перебирает 256 немного разных длин волн.
• Каждый импульс проходит через пропускающую дифракционную решётку — оптическую деталь с микроскопическими бороздками.
• Дифракция отклоняет каждую длину волны под чуть другим углом, поэтому 256 импульсов расходятся веером поперёк траектории полёта, и каждый попадает в свою точку.

Получается развёртка по поверхности без механического сканера. По словам NASA, это заметно уменьшает размер, массу и энергопотребление, а прибор становится надёжнее на орбите.

Вторая изюминка — детектор. CASALS превращает в сигнал около 80% возвращающихся фотонов (этот показатель называют квантовой эффективностью). Почти ничего не теряя, он ловит слабые отражения от тёмных поверхностей и сквозь густую растительность. Машинное обучение, то есть «искусственный интеллект» в названии, поможет ему подстраивать сканирование под поверхность.

От самолёта до орбиты

«Всё отлично заработало с первого же полёта», — говорит научный руководитель проекта Джон Йоркс. Спутниковую миссию или дату запуска CASALS NASA пока не объявляло. Если прибор всё же попадёт на орбиту, он может стать первым космическим лидаром, который картографирует леса и рельеф сплошными 3D-полосами. Это даст гораздо более полную картину того, как меняются леса, ледники и побережья.

Ещё из насыщенного месяца NASA — новые роверы для базы на Луне. А если хочется посмотреть вверх самому, пригодится наш гайд по выбору первого телескопа.