Никакой порнографии, конечно, — только «прикосновение» светом и только в научных целях. И мы можем сделать больше, чем просто отправиться на Луну.
Вы всегда хотели бы иметь какую-нибудь суперспособность, которая облегчила бы вам жизнь, не так ли? Летайте так, чтобы не пришлось идти пешком; используйте жабры, чтобы дышать под водой; или, в крайнем случае, чтобы вам не пришлось измерять линейкой тот камень на горизонте, чтобы вы могли потрогать его на расстоянии глазами. Это заманчиво? Давайте проясним это.
Идея использования света для «ощущения» окружающей среды часто берет свое начало в военной промышленности. Некоторые думали: «Мы можем сделать это с помощью радиоволн, но они могут сделать это только с большими железными предметами, так почему бы не попробовать сделать то же самое со светом?» Однако до изобретения лазеров световое зондирование не было особенно удобным, и для обнаружения и измерения расстояния приходилось использовать свет (также известный как LiDAR). Сам термин «лидар» появился в статье о метеорологических приборах в 1953 году, когда ситуация была еще неясной, а до изобретения первого лазера оставалось еще семь лет.
Основной принцип работы лидара прост: есть передатчик, который посылает «взгляд», приемник, который регистрирует изменения в этом «взгляде», некоторое дополнительное оборудование, которое может модифицировать этот «взгляд», и система, которая объединяет их все. Затем в игру вступает чистая физика и геометрия — расстояние, скорость и время, почти как в школе — мы знаем два параметра — мы всегда можем вычислить третий. Хотите узнать расстояние до объекта? Измерьте время, необходимое отражателю для захвата излучения, умножьте на скорость, с которой распространяется излучение, а затем разделите на два. Хотите зафиксировать опускание нижней границы облаков? Посмотрите на световой столб под углом и обратите внимание на «освещенное пространство».
Обратите внимание: Сколько нужно было работать обычному советскому человеку, чтобы купить телевизор.
Хотите узнать, через какую среду распространяется свет? Конечно, это сложнее, но возможно — мы наблюдаем, как меняется сигнал, уловленный приемником, и делаем выводы.Однако свет как источник света имеет большие ограничения. Вы когда-нибудь пробовали посветить фонариком в ночное небо? Та же проблема существует и здесь — для того, чтобы система работала на больших расстояниях, нужен обычный «дальний свет», а также требуется небольшая электростанция. Появление лазера в 1960 году решило эту проблему, сделав возможным посылать мощные и интенсивные «лучи» на большие расстояния.
В 1963 году в США появился первый прототип лазерного дальномера XM-23, дальность подсветки которого составляла почти 10 километров. Хотя XM-23 был разработан для удовлетворения потребностей военных в танках, изначально он не планировался как официальный гражданский продукт — по-видимому, потому, что ни у кого не было достаточно денег для его массового использования. Но, как ни странно, этого оказалось достаточно — в мирной жизни лидар используется для изучения атмосферы — именно так, как это было предложено в статье 1953 года.
Затем началась космическая гонка — космические корабли «Аполлон» с разными номерами отправили на Луну уголковые отражатели — большие отражатели с отражающими поверхностями, перпендикулярными друг другу, так что любой зафиксированный лазерный «выстрел» «стрелял» в строго противоположных направлениях.
В СССР пытались не отставать и отправляли на Луну лазеры, использовали луноходы для отправки на Луну уголковых отражателей, устанавливали уголковые отражатели на запускаемых спутниках, короче говоря, использовали их везде, где это было возможно.
Но есть и более приземленные применения — в метеорологии, оставленной первыми лидарами. Для измерения высоты нижней границы облаков используются фотоприемники, а для измерения прозрачности атмосферы и дальности видимости — трансмиссометры.
Кстати, отражатели, оставленные на Луне, до сих пор используются для наблюдения за нашим ближайшим космическим соседом.
со временем, как это часто бывает, технология раскололась на несколько более конкретных, узких технологий, в то время как сама аббревиатура «лидар» стала нарицательным названием благодаря записи в словаре Merriam-Webster в 1985 году. Существует множество применений — некоторые из них просвечивают облака, некоторые измеряют расстояния, некоторые изучают воздушные потоки в метеорологии, геодезии, топографии, архитектуре, горнодобывающей промышленности, беспилотном транспорте и системах машинного зрения, прогнозировании пожаров и т д. НАСА фактически отправило двухтонный лидар со спутника к лягушке, чтобы получить топологические данные. Его даже начали устанавливать на iPhone (чтобы пользователи Apple PRO начиная с 12-го года могли носить лидар в кармане). Более того, даже робот-пылесос, который ругается «кожа» во время очередной уборки, умеет ориентироваться в пространстве, в том числе с помощью лидара.
Таким образом, простая идея «прикосновения светом» привела к широкому применению технологии LiDAR в технике и повседневной жизни.
Автор - Егор Таборских
Эта статья написана для публичной страницы Catsaience. У нас также есть тележка
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых публикаций!
[Мой] Кошачья наука Популярная наука Исследования Физика LiDAR Длинный пост 1Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Зачем стрелять лазером в Луну? Чтобы ее потрогать!.