Feabhsaíonn agus Laghdaíonn NASA Méid Foinsí Lidar

An samhradh seo, tá sé beartaithe ag innealtóirí ag an Riarachán Náisiúnta Aerloingseoireachta agus Spáis (NASA) sraith nua de theicneolaíocht léasair a thástáil ar eitleán atá deartha le haghaidh taighde cianbhraite sna heolaíochtaí Cruinne.
Ina theannta sin, tá an cumas ag an sraith ionstraimí LiDAR seo múnla cruth na gealaí a fheabhsú, agus táthar ag súil go gcabhróidh sé le suíomh tuirlingthe an chláir taiscéalaíochta gealaí Artemis a chinneadh.
Is é bunphrionsabal oibriúcháin LIDAR an t-achar a ríomh tríd an am a thógann sé chun léas léasair a fhrithchaitheamh as dromchla agus filleadh ar an ionstraim a thomhas. Ní hamháin go soláthraíonn machnaimh iolracha an léasair treoluas coibhneasta an sprice, ach gineann siad íomhá tríthoiseach de freisin. Le blianta beaga anuas, d'fhás an teicníc seo chun bheith ina huirlis thábhachtach d'eolaithe agus taiscéalaithe NASA maidir le loingseoireacht, mapáil agus bailiú sonraí eolaíocha.
Leanann innealtóirí agus eolaithe ag Ionad Eitilte Spáis Goddard NASA i Greenbelt, Maryland ag obair ar bharrfheabhsú LiDAR ina uirlis níos lú, níos éadroime agus níos saibhre le haghaidh taiscéalaíochta eolaíochta, le tacaíocht ó chrua-earraí a sholáthraíonn gnólachtaí beaga agus comhpháirtithe acadúla.
Bíonn sé ag streachailt le lidars íomháithe 3D atá ann faoi láthair an taifeach 50-milliméadar (2-orlach) a bhaint amach atá riachtanach chun na teicneolaíochtaí treorach, loingseoireachta agus rialaithe a theastaíonn le haghaidh díluchtuithe beachta, sábháilte do mhisin taiscéalaíochta róbataice agus daonna amach anseo a chinntiú," a dúirt innealtóir foirne Jeffrey Chen. Níl na córais atá ann faoi láthair in ann feidhmeanna lidar braite guaise 3D agus lidar loingseoireachta Doppler araon a chomhlíonadh go comhuaineach."
Chun aghaidh a thabhairt ar an dúshlán seo, d’fhorbair Ionad Eitilte Spáis Goddard an córas CASALS, Córas Comhthráthach Intleachta Saorga Speictrim agus Lidar Oiriúnaitheach. Úsáideann an córas, a tháinig ar an saol trí chlár inmheánach taighde agus forbartha Goddard, gríl priosma chun léasair intiúnáilte a astú, a iomadaíonn an léas trí thonnfhad an léasair a athrú.
Baineann CASALS úsáid as teicneolaíocht níos forbartha ná bíoga traidisiúnta LIDAR tonnta seasta. Cé go mbíonn bíoga LIDAR traidisiúnta ag brath ar scátháin agus lionsaí toirtiúla chun an léasair a roinnt ina il-léasaí, clúdaíonn CASALS níos mó d'achar dromchla an phláinéid in aghaidh an scanadh ná fiú na LIDARanna a úsáideadh le blianta fada chun an Domhan, an Ghealach agus Mars a thomhas.
Is iad na buntáistí suntasacha a bhaineann le CASALS ná a mhéid níos lú, a meáchan níos éadroime, agus a riachtanais chumhachta níos ísle, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach do shatailítí beaga chomh maith le gléasanna láimhe nó iniompartha, rud a fhágann go bhfuil gealltanas feidhmchláir fhíor-domhain ar dhromchla na gealaí. Tá obair thaighde agus forbartha maoinithe ag Oifig Domhaneolaíochta agus Teicneolaíochta NASA, agus tá sé beartaithe acu leagan feabhsaithe den chóras ar bord eitleáin a thástáil in 2024 chun é a thabhairt níos gaire don ullmhacht d’fheidhmchláir spáseitiltí.
Tonnfhad Éagsúla
Le maoiniú ó Goddard IRAD agus SBIR (Clár Taighde Nuálaíochta Gnó Beag) de chuid NASA), d’éirigh le foireann CASALS, i gcomhar leis na comhpháirtithe tráchtála Axsun Technologies agus Freedom Photonics, léasair nua mhearchoigeartaithe a fhorbairt le haghaidh eolaíocht na Cruinne agus taiscéalaíocht phláinéid atá deartha go sonrach. le húsáid sa chuid 1 μm den speictream infridhearg. chuid den speictream infridhearg. I gcodarsnacht leis sin, úsáideann LiDAR, a úsáidtear go coitianta i bhforbairt gluaisteáin féin-tiomána, léasair 1.5μm go coitianta chun achar agus luas a chinneadh.
Míníonn Ian Adams, príomhtheicneolaíochtaí na ngeo-eolaíochtaí Goddard, go bhfuil léasair le tonnfhaid gar do 1 μm in ann dul isteach go héasca san atmaisféar ar an Domhan, ag déanamh idirdhealú éifeachtach idir fásra agus talamh lom. Go háirithe, ní iomadaíonn léasair le tonnfhaid i gcomharsanacht 0.97 agus 1.45 miocrón, cé go soláthraíonn siad faisnéis luachmhar faoi ghal uisce in atmaisféar an Domhain, go héifeachtach go dtí an dromchla.
I dtionscadal gaolmhar, d'oibrigh an fhoireann go dlúth le Left Hand Design Corporation chun scáthán stiúrtha a fhorbairt chun an clúdach íomháithe 3D a leathnú agus réiteach CASALS a fheabhsú. chumasódh cas tomhais faid agus luais thar raon 60-míle. Tá sé seo thar a bheith tábhachtach do mhisin a bheartaíonn tuirlingt in aice le cuaille theas na gealaí, áit a gcabhróidh cumais íomháithe níos géire CASALS le measúnú a dhéanamh ar shábháilteacht láithreán tuirlingthe féideartha.
Ag díriú ar an Ghealach
Chun samhlacha 3D níos fearr den Ghealach a thógáil, tá tionscadal IRAD an eolaí pláinéadach Goddard Erwan Mazarico ag obair chun cumas CASALS a fheabhsú sonraí dromchla níos lú ná 1 mhéadar (3 troigh) a thomhas. Chuir sé béim air go gcabhróidh sé seo linn tuiscint níos doimhne a fháil ar struchtúr fodhromchla na Gealaí agus na hathruithe a bhaineann leis le himeacht ama. Go háirithe, gach mí, aistríonn cosán an Domhain trasna na spéire gealaí lár an taoibh atá os comhair an Domhain faoi 10 go 20 céim.
Míníonn Mazarico freisin, "Bunaithe ar ár n-eolas ar struchtúr inmheánach na Gealaí, tuaraimid go bhféadfadh athruithe leanúnacha ar dhomhantarraingt an Domhain bolgán taoide nó cruth na gealaí a athrú. Trí thomhais ardtaifigh a dhéanamh ar an dífhoirmiúchán seo, is féidir linn tuilleadh eolais a fháil faoi athruithe féideartha ar an taobh istigh den Ghealach. Mar shampla, is féidir linn a fhiosrú an bhfuil taobh istigh na Gealaí ag freagairt amhail is dá mba rud iomlán aontaithe é."
Ó 2009 i leith, tá Orbiter Taiscéalaíochta Gealaí (LRO) de chuid NASA ag déanamh tomhais ar an tsatailít nádúrtha seo den Domhan, ag insamhlú an tír-raon gealaí agus ag déanamh raidhse fionnachtana le cabhair ón Altimeter Lidar Orbiting Lunar (LOLA), a tharchuireann 28 bíog léasair in aghaidh an lae. sa dara háit, roinnte i gcúig bíomaí, agus clúdaíonn gach ceann acu an talamh ag raon ó 65 troigh go 100 troigh. Úsáideann eolaithe íomhánna ó LRO chun meastachán a dhéanamh ar cad a tharlaíonn do ghnéithe dromchla níos lú idir tomhais léasair.
Mar sin féin, tá léasair CASALS in ann na céadta mílte bíoga in aghaidh an tsoicind a ghiniúint, ag laghdú go suntasach an t-achar idir tomhais dromchla. “Ceadóidh tacar sonraí níos dlúithe agus níos cruinne dúinn breathnú ar ghnéithe níos lú,” a dúirt Mazarico, ag cur leis go bhféadfadh na gnéithe seo teacht ó thionchair, gníomhaíocht bholcánach, nó gluaiseachtaí teicteonacha, “agus táimid ag caint faoi ord feabhsaithe méide. Ó thaobh an chineáil sonraí atá á fháil againn ó LiDAR, d'fhéadfadh sé seo a bheith ina changer cluiche iomlán."