Garmin sur Mars

Lorsque l’hélicoptère Ingenuity de la NASA décollera lors du premier vol contrôlé sur Mars, le capteur optique de mesure de distance Garmin LIDAR-Lite v3 aidera à mesurer son altitude en vol.

Avec l’hélicoptère Ingenuity, la NASA tentera pour la première fois d’effectuer un vol contrôlé depuis une autre planète, et cette mission historique se déroulera avec un système Garmin à bord. Ingenuity a atterri en toute sécurité au cratère Jezero sur Mars le 18 février 2021, attaché au ventre du Rover Perseverance. La prochaine étape sur la to-do list de l’hélicoptère est de se déplier en toute sécurité depuis sa position sur le rover, de se déployer sur la surface martienne, de se charger à l’aide de l’énergie solaire, de confirmer les communications avec les opérateurs de vol sur Terre, d’engrener les pales du rotor et – enfin voler de manière autonome pour la première fois.

Alors, en quoi chez Garmin nous sommes impliqués dans cette aventure martienne ? Notre technologie – LIDAR-Lite v3 – mesurera la distance entre l’hélicoptère et le sol. L’objectif d’altitude de vol d’Ingenuity est de s’éloigner jusqu’à 15 pieds (5 mètres) de la surface de Mars pour un vol d’une durée maximale de 90 secondes. Pour donner une échelle de comparaison, rappelez-vous que l’atmosphère sur Mars est 1% moins dense que celle de la Terre – et que le premier vol de Wilbur et Orville Wright sur Terre n’a duré que 12 secondes !

Ingenuity pèse 4 livres (1,81 kg) sur Terre, ce qui se traduit par 1,5 livres (0,45 kg) sur Mars, et ses rotors mesurent environ 4 pieds (1,22 m) de bout en bout. Le capteur LIDAR-Lite v3 est une solution de mesure de distance optique compacte et de haute performance parfaitement adaptée pour cette mission. Ci-dessous, l’ingénieur Garmin, Bob Lewis, qui a contribué au développement de cette technologie, explique les raisons et les avantages de choisir LIDAR-Lite pour participer à une mission aussi importante que celle-ci.

A quoi sert un appareil LIDAR-Lite et comment fonctionne-t-il ?

Le module LIDAR-Lite est en fait un altimètre. Il sert essentiellement à mesurer la distance entre l’hélicoptère et le sol et utilise pour cela des impulsions infrarouges de lumière projetées vers le sol. Ensuite, lorsque la lumière revient, l’appareil mesure le temps qu’il faut à la lumière pour se propager de l’hélicoptère vers le sol et remonter à nouveau vers celui-ci. Il a probablement été choisi parce qu’il est extrêmement léger et que l’hélicoptère – parce qu’il fonctionne dans une faible densité d’atmosphère – ne peut pas transporter beaucoup de poids.

Dans quelles situations utilise-t-on LIDAR-Lite sur Terre ?

Il est principalement utilisé pour mesurer les distances dans diverses applications – généralement des distances pouvant aller jusqu’à 40 mètres environ, avec une grande précision, pouvant aller jusqu’à aller jusqu’à un peu moins d’un pouce (2,54 cm) ; ce qui le rend très utile dans un grand nombre de domaines. Il est beaucoup utilisé dans les drones comme altimètre pour mesurer la hauteur du drone par rapport au sol. Il est également utilisé dans certaines applications robotiques pour scanner des pièces. L’une des caractéristiques de ce système optique est qu’il a un faisceau très précis avec une faible dispersion, ce qui permet de scanner à 360 degrés à l’horizon pour obtenir une image précise de la pièce. Ainsi, partout où il est nécessaire de mesurer une distance avec précision et avec un taux de mise à jour rapide, le LIDAR-Lite v3 est très performant.

Par exemple, dans le cas où l’obtention d’un taux de mise à jour est trop lente, il n’est pas vraiment possible de se déplacer rapidement. En revanche, LIDAR-Lite est capable de fournir des mises à jour à des centaines de cycles par seconde pour une donnée instantanée très précise.

Existe-t-il d’autres appareils chez Garmin faisant appel à la technologie LIDAR-Lite ?

Effectivement, cette technologie est déjà utilisée dans d’autres produits Garmin. Dans le cas de la NASA, elle est principalement utilisée pour mesurer la distance par rapport au sol, mais en combinant la distance au sol avec un système de caméra, dans ce cas il est également possible de l’utiliser pour la navigation. Nous avons aussi des produits grand public dotés de cette technologie comme le télémètre de golf Approach® Z82. Il existe également des produits pour sportifs, comme le viseur pour arc Xero® A1i Bow Sight, qui mesure la distance par rapport à une cible et compense la portée angulaire pour fournir une distance précise. Donc, par exemple si vous êtes à 50 mètres, la distance aura une influence sur la trajectoire de votre flèche par rapport à votre visée. Ce que l’on appelle la descente de la flèche. LIDAR-Lite indique alors une nouvelle visée qui compense cette différence. Cette technologie peut être utilisée dans toutes sortes d’applications spécifiques.

Vous souhaitez suivre cette aventure historique ? Retrouvez les publications de la NASA sur Ingenuity ici.