Команда дослідників із Центру космічних польотів імені Годдарда NASA розробила новий прилад CASALS (Concurrent Artificially-intelligent Spectrometry Lidar System), покликаний усунути сліпі зони між лініями сканування земної поверхні. Сучасні космічні лазерні системи зазвичай вимірюють ліси та рельєф вузькими смугами, залишаючи величезні проміжки без прямих даних. Нова розробка за підтримки Управління технологій науки про Землю NASA адаптивно сканує великі ділянки планети завдяки поєднанню штучного інтелекту та надкомпактного лідара.
Головною технічною особливістю CASALS є відмова від важких рухомих дзеркал, які часто виходять з ладу в умовах космосу. Замість механічного керування лазером прилад спрямовує світло за допомогою довжини хвилі. Демонструючи швидке пульсування, налаштований «базовий» лазер із центром на 1040 нанометрів проходить крізь оптичний елемент із мікроскопічним візерунком із ребер — так звану оптичну решітку. Завдяки фізиці дифракції світло згинається під різними кутами залежно від довжини хвилі, що дозволяє автоматично спрямовувати кожен із 256 імпульсів у чітку позицію вздовж траєкторії польоту.
Такий підхід формує суцільну тривимірну смугу землі без проміжків, які характерні для традиційних бортових лідарів. Окрім того, відсутність рухомих деталей суттєво зменшує габарити, вагу та енергоспоживання пристрою, роблячи його надійнішим для роботи у космосі. Ще однією важливою інновацією став детектор із надзвичайно високою квантовою ефективністю на рівні 80%. Це дозволяє ефективно перетворювати майже всі вхідні фотони на електричний сигнал, фіксуючи слабкі відбиті хвилі від темних поверхонь чи густої рослинності.
У листопаді 2024 року повітряний прототип CASALS успішно здійснив тестові польоти на борту літака NASA B200 King Air на висоті близько п’яти кілометрів. Апарат продемонстрував горизонтальну роздільну здатність у 22 сантиметри, що дозволяє розрізняти окремі гілки дерев та незначні зміни висоти поверхні. За словами керівника проєкту Джона Йоркса, прилад видав якісні наукові дані вже під час першої кампанії, перевершивши очікування розробників.
Надалі команда планує вдосконалити пристрій: розширити смугу сканування та інтегрувати програмне забезпечення для обробки даних на борту. Новий виліт CASALS заплановано на літо 2027 року в межах кампанії ASCENT, після чого інженери готуватимуть технологію до створення повноцінної космічної версії.
Джерела: science.nasa.gov
