Лазерный радар осветит тьму глубокого космоса

Новые трёхмерные лидары — лазерные радары, разрабатываемые сегодня в ЕС, — обеспечат мягкую посадку и прецизионную автоматическую стыковку космическим зондам и спускаемым аппаратам, которые Европейское космическое агентство отправит на Луну и Марс.

Лидары (сокращение от «лазерный радар») применяются с 1960-х, но только недавно их научились использовать для создания трёхмерной картины исследуемых объектов. Лидар, работающий с более (в десятки миллионов раз) короткими волнами, чем обычный радар, обеспечивает настолько же более высокую точность измерений, особенно в космосе, где ему не мешает рассеивание лазерного луча атмосферой. Европейское космическое агентство (ЕКА) уже применяет лидары для прецизионной стыковки своего грузового корабля ATV с МКС, но теперь оно намерено использовать его для создания стереоскопической «карты местности» в локациях со сложным рельефом — там, где когда-нибудь будут садиться европейские автоматические зонды. Начать планируется с Луны в 2019 году.

Координатор ЕКА-проекта трёхмерного лидара Жоан Перейра Ду Кармо отмечает, что разработка может иметь три потенциальных применения. «Первое — это навигация, управление и контроль посадочных модулей [предназначенных для посадки на иные небесные тела], особенно в вопросе выбора безопасного места для приземления. Второе — управление планетоходами для обеспечения безопасного движения по пересечённой местности с сыпучими грунтами. Третье — стыковка на планетарной орбите». Последнее может быть чрезвычайно важным для планируемой агентством миссии по сбору на Марсе образцов грунта с его последующей доставкой на Землю (Mars Sample Return Mission). Этот проект особенно сложен тем, что спускаемый модуль, который несёт образцы грунта, должен отслеживаться материнским кораблём и состыковываться с ним на орбите в автоматическом режиме: световой сигнал идёт до Марса не менее трёх минут, что исключает существенную помощь со стороны удалённого оператора.

По словам г-на Перейры Ду Кармо, необходимые трёхмерные лидары уже есть, но они предназначены для инспектирования и моделирования крупных промышленных зданий и сооружений, а потому слишком громоздки для космоса. «Вызов в этой области состоит именно в создании нового класса лидаров, радикально меньших размеров и требующих минимума энергии для работы», — пояснет специалист.

Новые лидары параллельно разрабатываются компаниями Jena-Optronik из Йены (Германия) и ABSL из Калхэма (Великобритания). Однако о конкуренции речи нет: исследования слишком дороги, чтобы европейцы могли дублировать их на манер разработки МБР в СССР. Немецкий лидар предназначен для обеспечения стыковки в космосе, а английский нацелен на решение задачи мягкой посадки на марсианскую поверхность. Работы ведутся по программе ЕКА, посвящённой базисным технологическим исследованиям.

После известных событий (США, бюджет, НАСА, отказ), поставивших под вопрос если не саму экспедицию к Марсу, то дату её старта, новые лидары планируется сначала использовать для ЕКА-проекта Lunar Lander, который предусматривает посадку спускаемого лунного модуля недалеко от южного полюса Луны в 2019 году. Хотя прототипы (на фото выше) невелики в сравнении с существующими 3D-лидарами, инженеры обеих компаний уже ищут пути их дальнейшей миниатюризации на 70% за счёт применения новых детекторов отражённого излучения и электромеханических микрозеркал.

Подготовлено по материалам Европейского космического агентства.

Текст: Александр Березин

Послушать эту новость