Новые трёхмерные лидары — лазерные радары, разрабатываемые сегодня в ЕС, — обеспечат мягкую посадку и прецизионную автоматическую стыковку космическим зондам и спускаемым аппаратам, которые Европейское космическое агентство отправит на Луну и Марс.

Прототип британского лидара ABSL уже сейчас помещается на столе, но разработчики говорят о его дальнейшей миниатюризации. (Здесь и ниже фото ЕКА).

Лидары (сокращение от «лазерный радар) применяются с 1960-х, но только недавно их научились использовать для создания трёхмерной картины исследуемых объектов. Лидар, работающий с более (в десятки миллионов раз) короткими волнами, чем обычный радар, обеспечивает настолько же более высокую точность измерений, особенно в космосе, где ему не мешает рассеивание лазерного луча атмосферой. Европейское космическое агентство (ЕКА) уже применяет лидары для прецизионной стыковки своего грузового корабля ATV с МКС, но теперь оно намерено использовать его для создания стереоскопической «карты местности» в локациях со сложным рельефом — там, где когда-нибудь будут садиться европейские автоматические зонды. Начать планируется с Луны в 2019 году.

Координатор ЕКА-проекта трёхмерного лидара Жоан Перейра Ду Кармо отмечает, что разработка может иметь три потенциальных применения. «Первое — это навигация, управление и контроль посадочных модулей [предназначенных для посадки на иные небесные тела], особенно в вопросе выбора безопасного места для приземления. Второе — управление планетоходами для обеспечения безопасного движения по пересечённой местности с сыпучими грунтами. Третье — стыковка на планетарной орбите». Последнее может быть чрезвычайно важным для планируемой агентством миссии по сбору на Марсе образцов грунта с его последующей доставкой на Землю (Mars Sample Return Mission). Этот проект особенно сложен тем, что спускаемый модуль, который несёт образцы грунта, должен отслеживаться материнским кораблём и состыковываться с ним на орбите в автоматическом режиме: световой сигнал идёт до Марса не менее трёх минут, что исключает существенную помощь со стороны удалённого оператора.

По словам г-на Перейры Ду Кармо, необходимые трёхмерные лидары уже есть, но они предназначены для инспектирования и моделирования крупных промышленных зданий и сооружений, а потому слишком громоздки для космоса. «Вызов в этой области состоит именно в создании нового класса лидаров, радикально меньших размеров и требующих минимума энергии для работы», — пояснет специалист.

Новые лидары параллельно разрабатываются компаниями Jena-Optronik из Йены (Германия) и ABSL из Калхэма (Великобритания). Однако о конкуренции речи нет: исследования слишком дороги, чтобы европейцы могли дублировать их на манер разработки МБР в СССР. Немецкий лидар предназначен для обеспечения стыковки в космосе, а английский нацелен на решение задачи мягкой посадки на марсианскую поверхность. Работы ведутся по программе ЕКА, посвящённой базисным технологическим исследованиям.

Прототип лидара Jena-Optronik проходит наземные испытания, составляя трёхмерную карту объектов на пятикилометровом удалении.

После известных событий (США, бюджет, НАСА, отказ), поставивших под вопрос если не саму экспедицию к Марсу, то дату её старта, новые лидары планируется сначала использовать для ЕКА-проекта Lunar Lander, который предусматривает посадку спускаемого лунного модуля недалеко от южного полюса Луны в 2019 году. Хотя прототипы (на фото выше) невелики в сравнении с существующими 3D-лидарами, инженеры обеих компаний уже ищут пути их дальнейшей миниатюризации на 70% за счёт применения новых детекторов отражённого излучения и электромеханических микрозеркал.