Лідар NASA CASALS наводить лазер кольором, а не дзеркалами

Супутникові лазери вже вимірюють висоту лісів і льодовиків на Землі, але лише вздовж вузьких ліній, між якими лишаються широкі невиміряні смуги. Новий прилад Центру космічних польотів імені Годдарда NASA має закрити ці прогалини. 21 жовтня NASA розповіло про CASALS (Concurrent Artificially-intelligent Spectrometry Lidar System). Він сканує суцільну 3D-смугу поверхні, а не одну лінію.

Як це працює

Більшість скануючих лідарів наводять промінь рухомими дзеркалами: вони важкі, споживають енергію і можуть зношуватися в космосі. У CASALS на шляху променя немає рухомих деталей. Він наводиться довжиною хвилі лазера.

• Швидкий імпульсний перебудовуваний «затравочний» лазер із центром на 1040 нм перебирає 256 трохи різних довжин хвиль.
• Кожен імпульс проходить крізь пропускну дифракційну ґратку — оптичну деталь із мікроскопічними борозенками.
• Дифракція відхиляє кожну довжину хвилі під трохи іншим кутом, тож 256 імпульсів розходяться віялом поперек траєкторії польоту, і кожен падає у свою точку.

Виходить розгортка по поверхні без механічного сканера. За словами NASA, це суттєво зменшує розмір, масу і споживання, а прилад стає надійнішим на орбіті.

Друга родзинка — детектор. CASALS перетворює на сигнал близько 80% фотонів, що повертаються (цей показник називають квантовою ефективністю). Майже нічого не втрачаючи, він ловить слабкі відбиття від темних поверхонь і крізь густу рослинність. Машинне навчання, тобто «штучний інтелект» у назві, допоможе йому підлаштовувати сканування під поверхню.

Від літака до орбіти

«Усе чудово запрацювало з першого ж польоту», — каже науковий керівник проєкту Джон Йоркс. Супутникової місії чи дати запуску CASALS NASA поки не оголошувало. Якщо прилад таки потрапить на орбіту, він може стати першим космічним лідаром, що картографує ліси й рельєф суцільними 3D-смугами. Це дасть значно повнішу картину того, як змінюються ліси, льодовики та узбережжя.

Ще з насиченого місяця NASA — нові ровери для бази на Місяці. А якщо хочеться подивитися вгору самому, допоможе наш гайд з вибору першого телескопа.