Naukowcy z NASA stworzyli plecak do wędrówek po Księżycu

Kinematic Navigation and Cartography Knapsack (KNaCK) to mobilny lidar, czyli skaner, który działa podobnie jak radar, z tym że zamiast dźwięku wykorzystuje światło lasera. Na tej zasadzie działają np. laserowe dalmierze albo czujniki zbliżeniowe pozwalające samochodom uniknąć kolizji. Dalece udoskonalona wersja tej technologii zamknięta w postaci plecaka potrafi na bieżąco tworzyć trójwymiarową mapę otaczającego terenu w wysokiej rozdzielczości.

"Jest to narzędzie geodezyjne służące zarówno do nawigacji, jak i mapowania naukowego, zdolne do tworzenia map 3D o ultrawysokiej rozdzielczości z centymetrową precyzją i nadawania im bogatego kontekstu naukowego. To urządzenie pomoże zapewnić bezpieczeństwo astronautom i pojazdom w środowisku pozbawionym GPS, takim jak Księżyc, określając rzeczywiste odległości do daleko położonych punktów orientacyjnych i pokazując badaczom w czasie rzeczywistym, jak daleko zaszli i ile jeszcze drogi im zostało" – wyjaśnia planetolog dr Michael Zanetti, który kieruje projektem KNaCK w NASA Marshall Space Flight Center w Huntsville.

Nawigacja w pozaziemskim terenie to w tej chwili kluczowe wyzwanie, ponieważ projekt Artemida ma w planach misje na Księżyc, których celem będzie m.in. badanie jego bieguna południowego. Jest to obszar zupełnie nieznany, ponieważ Słońce nigdy nie wschodzi wyżej niż 3 stopnie ponad księżycowy horyzont, przez co znaczna część terenu pozostaje zawsze w głębokim cieniu. W takich warunkach odległości są trudne do oszacowania.

Korzystając z KNaCK podczas wycieczek łazikiem i podczas pieszych wędrówek, odkrywcy mogli precyzyjnie odwzorować topografię krajobrazu, w tym głębokie wąwozy, góry i jaskinie. Lidar działa nawet w całkowitej ciemności, co pozwala nie wozić ze sobą sprzętu oświetleniowego.

"Ludzie mają tendencję do orientowania się w oparciu o punkty w terenie – konkretny budynek, zagajnik, drzewo. Na księżycu takie rzeczy nie istnieją. KNaCK będzie stale pozwalał księżycowym odkrywcom precyzyjne określenie ich ruchu, kierunku i orientacji na odległe szczyty lub bazę operacyjną. Mogą nawet oznaczyć konkretne miejsca, w których znaleźli unikalne minerały lub formacje skalne, dzięki czemu inni mogą bez problemu odnaleźć to miejsce w celu dalszych badań - zachwala zalety systemu Zanetti.

Dokładna nawigacja jest dla astronautów bardzo ważna, bo ich mobilność ogranicza zapas tlenu w skafandrach. Precyzja KNaCK o ultrawysokiej rozdzielczości – o rząd wielkości wyższa niż konwencjonalne mapy topografii Księżyca – znacznie ułatwi więc prowadzenie działań badawczych.

Pod koniec kwietnia sprzęt zostanie poddany kolejnym ważnym testom terenowym w NASA Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) w Kilbourne Hole w Nowym Meksyku - kraterze wulkanicznym powstałym 25 000 – 80 000 lat temu.

Następnie zespół KNaCK będzie pracował nad miniaturyzacją sprzętu — prototyp plecaka waży około 20 kilogramów, a docelowo projektanci chcieliby by, żeby był wielkości puszki po napoju, aby można go było umieścić w pojeździe lub na hełmie. Kolejnym etapem będzie zabezpieczenie elektroniki przed szkodliwym działaniem mikrograwitacji i promieniowania słonecznego.