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La NASA développe la technologie de sac à dos Lidar pour les explorateurs lunaires

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La NASA développe la technologie de sac à dos Lidar pour les explorateurs lunaires

Imaginez une expédition d’alpinisme dans un environnement totalement inconnu, où les randonneurs ont la possibilité de créer une carte 3D du terrain en temps réel. Des chercheurs de la NASA et des partenaires industriels ont développé un système de carte de télédétection pour aider les explorateurs dans la nature sauvage la plus isolée imaginable : les déchets sans air du pôle sud de la lune.

Kinetic Navigation and Mapping Bag (KNaCK) est un scanner Lidar mobile – une méthode de télédétection qui utilise la détection de la lumière et une portée de lumière laser pour mesurer la portée. Porté comme un sac à dos pour un randonneur, il utilise un type innovant de lidar appelé lidar à onde continue modulée en fréquence (FMCW) afin de fournir une vitesse Doppler et une gamme de millions de points de mesure par seconde. Ces points de mesure créent instantanément un système de navigation en temps réel, fournissant au navigateur un « nuage de points » 3D ou une carte haute résolution du terrain environnant.

Version ultra puissante des télémètres laser

« Considérez-le comme une version super puissante des télémètres laser utilisés par les géomètres ou des alarmes de proximité très sensibles qui aident les voitures intelligentes à éviter les collisions », a déclaré le scientifique planétaire Dr Michael Zanetti, qui dirige le projet KNaCK au Marshall Space Flight Center de la NASA. à Huntville. . Alabama.

« Essentiellement, le capteur est un outil de numérisation pour la navigation scientifique et la cartographie, capable de créer des cartes 3D à ultra haute résolution avec une précision centimétrique et de leur donner un contexte scientifique riche », a déclaré Zanetti. « Cela contribuera également à assurer la sécurité des astronautes et des véhicules itinérants dans un environnement restreint en utilisant des GPS tels que la lune, en déterminant les distances réelles par rapport à des points de repère éloignés et en montrant aux explorateurs en temps réel la distance parcourue et la distance restante pour atteindre leur destination. »

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C’est un défi majeur alors que les explorateurs de l’ère d’Artémis se préparent pour les premières missions modernes sur la Lune, et la toute première au pôle Sud. Le soleil ne s’y élève jamais à plus de 3 degrés au-dessus de l’horizon lunaire, laissant une grande partie du terrain dans l’ombre profonde. Cela rend les distances aux différents points d’intérêt difficiles à observer.

Michael Zanetti, un scientifique planétaire de la NASA au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, lève le cône Cinder sur le champ volcanique de Potrillo au Nouveau-Mexique à la fin de 2021, testant le prototype de la taille d’un sac à dos de la valise de navigation et de cartographie de la NASA (KNaCK). Un scanner Lidar portable est actuellement en cours de développement pour soutenir les missions d’exploration lunaire et scientifiques. (Avec l’aimable autorisation de la NASA/Michael Zanetti)

Cartographie précise sans GPS

Le projet KNaCK a débuté en 2020 avec un financement de la NASA Early Career Initiative techniques de la torche Développer le prototype de sac à dos et les algorithmes de navigation associés qui permettent une cartographie précise sans GPS. Le vendeur commercial du projet, Aeva Inc. à Mountain View, en Californie, pour fournir et prendre en charge les capteurs FMCW-Lidar, et travailler avec la NASA pour améliorer le système de détection Lidar du sac à dos pour une utilisation sur la Lune et d’autres missions humaines au-delà de la planète.

En utilisant KNaCK lors d’expéditions itinérantes et lors de voyages à pied, les explorateurs peuvent cartographier avec précision le terrain d’un paysage, y compris les vallées profondes, les montagnes et les grottes. Lidar fonctionne même dans le noir de vous, soulageant les astronautes d’avoir à transporter des dispositifs d’éclairage encombrants partout où ils vont.

« En tant qu’êtres humains, nous avons tendance à nous orienter en fonction de points de repère – un bâtiment spécifique, un bosquet d’arbres », a déclaré Zanetti. « Ces choses n’existent pas sur la Lune. KNaCK permettra continuellement aux explorateurs passant à la surface de déterminer leur mouvement et leur direction et de les diriger vers des sommets éloignés ou vers leur base d’opérations. Ils peuvent même localiser des endroits spécifiques où ils ont trouvé des minéraux uniques. ou des formations rocheuses, afin que d’autres puissent facilement revenir pour plus d’études ».

Ceci est vital pour les astronautes 24 heures sur 24, car leurs vols sont limités par l’apport d’oxygène dans leurs combinaisons. Zanetti a déclaré que la précision haute résolution de KNaCK – un ordre de grandeur supérieur aux cartes de terrain lunaires et aux modèles d’élévation traditionnels – en fait une ressource vitale pour mener des opérations et des missions scientifiques à 238 900 milles du contrôle de mission.

Cette vidéo d’un UAV atterrissant dans un désert poussiéreux du Nouveau-Mexique montre comment la technologie KNaCK – qui utilise les données 4D FMCW-Lidar du fournisseur de la NASA Aeva de Mountain View, Californie. En haut à droite; et les données de vitesse Doppler pour le lidar. Ce dernier suit la vitesse et la direction des particules de poussière déplacées par le drone descendant, le rouge indiquant les particules de poussière s’éloignant du scanner et le bleu indiquant celles qui s’en approchent. Ces capacités, actuellement développées par des chercheurs du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pourraient bénéficier à de futures missions scientifiques dans d’autres mondes et permettre une cartographie topographique en temps réel par les explorateurs.
(Avec l’aimable autorisation de la NASA/Michael Zanetti)

Minimiser les appareils

Les appareils ont reçu un autre test majeur sur le terrain en avril 2022 au Solar System Exploration Research Virtual Institute (SSERVI) de la NASA à Kilburn Hall, au Nouveau-Mexique. L’équipe a précédemment mis le système KNaCK à l’épreuve dans cet ancien cratère volcanique – estimé entre 25 000 et 80 000 ans – en novembre 2021. Ils l’ont également récemment utilisé pour effectuer une reconstruction 3D des dunes marines de 6 milles à Kennedy Space Center NASA en Floride, qui protège les principales rampes de lancement de fusées. Les ingénieurs Kennedy et Marshall continueront d’utiliser KNaCK pour évaluer l’impact des tempêtes sur l’érosion des dunes, garantissant ainsi la sécurité des futures missions de vol tout en améliorant le système.

Ensuite, l’équipe KNaCK travaillera à la miniaturisation des appareils – un prototype de sac à dos pèse environ 40 livres – et au renforcement de l’électronique sensible contre les effets opposés de la microgravité et du rayonnement solaire.

« Bénéficiant des dernières avancées de la technologie Lidar de ÉvaZanetti a déclaré que la prochaine génération de notre unité renforcée dans l’espace avec le soutien de Torch Technologies aura la taille d’une canette de soda et pourra permettre des opérations sur la surface lunaire comme jamais auparavant. » Casque d’astronaute – qui devrait laisser beaucoup de place dans les sacs à dos polyvalents pour les alpinistes lunaires sur l’avenir.

Source : NASA.

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Les nuages ​​de poussière issus de l’exploitation minière en haute mer parcourent de longues distances – Recherche

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Les nuages ​​de poussière issus de l’exploitation minière en haute mer parcourent de longues distances – Recherche

Halbom a noté que l’exploitation minière en haute mer pourrait avoir lieu à des profondeurs en dessous desquelles la vie n’a pas encore été décrite.

Entre autres choses, le limon des fonds marins, qui sera remué lors de l’extraction des nodules de manganèse, constitue une préoccupation majeure. Étant donné que la vie dans les profondeurs marines est largement inconnue, l’assombrissement des eaux créera des effets totalement inconnus.

Pour ses recherches, Halbom a mené des expériences en utilisant différents instruments pour mesurer la quantité et la taille des particules en suspension dans l’eau. Au fond du Clarion-Clipperton Tract, une vaste zone située au fond de l’océan Pacifique, elle a effectué des mesures avec ces instruments avant et après avoir traîné un réseau de 500 kilogrammes de chaînes en acier sur le fond.

Le scientifique a noté : « La première chose qui attire votre attention lorsque vous effectuez des mesures dans cette zone est la clarté inimaginable de l’eau qui est naturellement. » « Après avoir tiré les chaînes d’avant en arrière sur 500 mètres, la grande majorité des matériaux agités se sont déposés en seulement quelques centaines de mètres. Cependant, nous avons également constaté qu’une petite partie des matériaux de fond agités était encore visible à des centaines de mètres. le site de test. » mètres au-dessus du fond et l’eau était plus sombre que d’habitude sur de longues distances depuis le site de test.

Dans une étude de suivi, à laquelle Halbom n’a pas participé, des « nuages ​​​​de poussière » étaient visibles même jusqu’à cinq kilomètres du site d’essai.

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Les entreprises qui se disputent des concessions pour extraire des minéraux des fonds marins exploitent les résultats de ces expériences préliminaires comme une indication de l’impact réduit de l’exploitation minière en eaux profondes sur la vie au fond des mers. Cependant, cela est injustifié, a déclaré Henko de Stegter, co-promoteur des recherches de Halbom et océanographe à l’Institut royal néerlandais de recherche marine.

« Certes, sur la base de cette recherche doctorale et également des recherches ultérieures, nous savons que la grande majorité de la poussière se dépose rapidement », a-t-il ajouté. « Mais si l’on prend en compte la pureté habituelle de cette eau et de cette vie. en haute mer dépend d’une nourriture extrêmement rare dans l’eau, « Cette dernière partie peut avoir un impact important ».

Halbom et De Stegter appellent à davantage de recherches avant de faire des déclarations fermes sur l’impact de l’exploitation minière en haute mer.

« Il est vraiment trop tôt pour dire à ce stade à quel point ce dernier morceau de poussière qui pourrait se propager sur de si grandes distances pourrait être nocif ou nocif », a souligné De Stegter.

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Un concept de fusée à plasma pulsé financé par la NASA vise à envoyer des astronautes sur Mars d’ici deux mois

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Un concept de fusée à plasma pulsé financé par la NASA vise à envoyer des astronautes sur Mars d’ici deux mois

Un système de fusée innovant pourrait révolutionner les futures missions spatiales lointaines vers Mars, en réduisant leur nombre temps de voyage Sur la Planète Rouge pour quelques mois seulement.

L’objectif de faire atterrir des humains sur Mars a présenté une myriade de défis, notamment la nécessité de transporter rapidement de grosses charges utiles vers et depuis la planète lointaine, ce qui, selon l’emplacement de la Terre et de Mars, prendrait environ deux ans pour un aller-retour en utilisant technologie de propulsion actuelle.

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Les scientifiques pensent avoir découvert la source des « circuits radio individuels »

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Les scientifiques pensent avoir découvert la source des « circuits radio individuels »

Au cours des cinq dernières années, les astronomes ont découvert un nouveau type de phénomène astronomique qui existe à grande échelle, plus grande que des galaxies entières. Appelés ORC (circuits radio individuels), ils ressemblent à des anneaux géants d’ondes radio s’étendant vers l’extérieur comme une onde de choc.

Jusqu’à présent, les ORC n’ont jamais été observés à d’autres longueurs d’onde que la radio, mais selon une nouvelle… papier Libérés le 30 avril 2024, les astronomes ont capturé pour la première fois des rayons X associés à ORC.

Cette découverte fournit de nouveaux indices sur ce qui pourrait se cacher derrière la création de l’ORC.

Alors que de nombreux événements astronomiques, tels que les explosions de supernova, peuvent laisser des restes circulaires, les ORC semblent nécessiter une explication différente.

« L’énergie nécessaire pour produire une émission radio aussi étendue est très puissante », a déclaré Israa Bulbul, auteur principal de la nouvelle recherche. « Certaines simulations peuvent reproduire leurs formes mais pas leurs densités. Aucune simulation n’explique comment les ORC sont créés. »

Les ORC peuvent être difficiles à étudier, en partie parce qu’ils ne sont généralement visibles qu’aux longueurs d’onde radio. Ils n’ont jamais été associés à des émissions de rayons X ou d’infrarouges, et il n’y a aucun signe d’eux aux longueurs d’onde optiques.

Parfois, les ORC entourent une galaxie visible, mais pas toujours (huit ont été découverts jusqu’à présent autour de galaxies elliptiques connues).

À l’aide du télescope XMM-Newton de l’ESA, Bulbul et son équipe ont observé l’un des ORC connus les plus proches, un objet appelé Cloverleaf, et ont découvert une composante de rayons X frappante de cet objet.

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Cette image multi-longueurs d’onde de l’ORC Cloverleaf (circuit radio unique) combine les observations de lumière visible de l’ancienne enquête DESI (Dark Energy Spectral Analyser) en blanc et jaune, les rayons X de XMM-Newton en bleu et la radio d’ASKAP (Australien). Carré) Matrice de kilomètres Pathfinder) en rouge. (X. Zhang et M. Kluge/MPE/B. Koribalski/CSIRO)

« C’est la première fois que quelqu’un voit l’émission de rayons X associée à un ORC », a déclaré Bulbul. « C’était la clé manquante pour percer le secret de la Formation Cloverleaf. »

Une radiographie d’une feuille de trèfle montre un gaz qui a été chauffé et déplacé par un processus. Dans ce cas, les émissions de rayons X révèlent deux amas de galaxies (environ une douzaine de galaxies au total) qui ont commencé à fusionner à l’intérieur de la feuille de trèfle, chauffant le gaz à 15 millions de degrés Fahrenheit.

Les fusions chaotiques de galaxies sont intéressantes, mais elles ne peuvent pas expliquer à elles seules une feuille de trèfle. Les fusions de galaxies se produisent dans tout l’univers, tandis que les ORC sont un phénomène rare. Il y a quelque chose d’unique qui se passe pour créer quelque chose comme Cloverleaf.

« Les processus de fusion constituent l’épine dorsale de la formation de la structure, mais il y a quelque chose de spécial dans ce système qui déclenche l’émission radio », a déclaré Bulbul. « Nous ne pouvons pas savoir de quoi il s’agit pour l’instant, nous avons donc besoin de données plus nombreuses et plus approfondies provenant à la fois des radiotélescopes et des télescopes à rayons X. »

Cela ne veut pas dire que les astronomes n’ont aucune idée.

« Un aperçu fascinant du signal radio puissant est que les trous noirs supermassifs résidents ont connu des épisodes d’activité intense dans le passé et que les électrons restants de cette activité ancienne ont été réaccélérés par cet événement de fusion », a déclaré Kim Weaver, scientifique du projet de la NASA, à XMM. -Newton.

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En d’autres termes, les ORC comme Cloverleaf peuvent nécessiter une histoire d’origine en deux parties : de puissantes émissions provenant de trous noirs actifs et supermassifs, suivies d’ondes de choc de fusion de galaxies qui donnent un deuxième coup de pouce à ces émissions.

Cet article a été initialement publié par L’univers aujourd’hui. est en train de lire Article original.

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