Vederci chiaro nella navigazione satellitare e dei droni
Sono in arrivo due nuovi sensori laser che aiuteranno i satelliti a navigare con maggiore precisione e i droni a volare più a lungo in aree a visibilità zero. Sviluppati nell’ambito del progetto INPHOMIR, finanziato dall’UE, i sensori hanno il potenziale per rendere le missioni spaziali europee più efficienti ed economiche. Gli attuali sensori utilizzati per la navigazione spaziale e i sistemi autonomi mancano di precisione in caso di scarsa visibilità, causando errori di traiettoria e di posizionamento gravi e molto costosi. Inoltre, consumano molta energia, scaricando le batterie e limitando il tempo operativo dei satelliti e dei droni. Ecco i due sensori compatti a bassissimo consumo di INPHOMIR: un giroscopio ottico e un dispositivo radar ottico (LiDAR) a onde continue modulate in frequenza (FMCW) nel medio infrarosso. I due sensori permetteranno ai satelliti di volare con grande precisione e ai droni di volare più lontano e più a lungo, potenziando le capacità dell’Europa nella navigazione spaziale, nei sistemi autonomi e nel monitoraggio della Terra. «Con l’obiettivo di esplorare lo spazio molto più in profondità e di condurre missioni sempre più complesse, la necessità di sensori precisi, affidabili ed efficienti è oggi più che mai cruciale», afferma Daniele Palaferri, scienziato senior di GEM elettronica in Italia e coordinatore del progetto INPHOMIR, in un recente comunicato stampa. «Si spera che le tecnologie di rilevamento avanzate che stiamo sviluppando aumentino la precisione del posizionamento satellitare, migliorino la navigazione per le missioni interplanetarie e garantiscano il successo dell’esplorazione spaziale».
Informazioni sui sensori
Il giroscopio ottico è uno strumento di bilanciamento super intelligente che aiuta satelliti e droni a navigare con precisione e a mantenere la rotta. Utilizza la luce laser per misurare la velocità e la direzione di un oggetto in rotazione. All’interno del giroscopio sono presenti fasci di luce che ruotano, per cui quando il dispositivo si muove o ruota, il percorso della luce che ruota cambia leggermente. Questo cambiamento viene rilevato dal sensore per calcolare il movimento e la direzione esatta. Il LiDAR FMCW a medio infrarosso assomiglia alla tecnologia radar, solo che la luce laser viene utilizzata al posto del suono per creare mappe 3D dell’ambiente. Palaferri paragona il sensore al sistema di ecolocazione di un pipistrello, spiegando che il LiDAR emette un raggio laser continuo che cambia frequenza nel tempo. Ciò consente di misurare le distanze con estrema precisione, anche per gli oggetti in movimento. La luce a medio infrarosso viene utilizzata per i sensori grazie alla sua capacità di penetrare la polvere, la nebbia e altri elementi che solitamente bloccano la luce normale. «Questo lidar aiuta i droni e le auto a guida autonoma a aiuta a “vedere” l’ambiente circostante in modo incredibilmente dettagliato, anche in caso di maltempo o di notte, consentendo un funzionamento più sicuro e affidabile. Nelle missioni spaziali, questa tecnologia può aiutare i satelliti e i rover a navigare e a mappare con precisione i terreni sconosciuti», spiega lo scienziato. INPHOMIR costruisce i suoi sensori sul fosfuro di indio, un materiale che consente di inserire una grande potenza di calcolo in chip di dimensioni minuscole, chiamati circuiti integrati fotonici (PIC). Questo riduce le dimensioni, il peso e il consumo di energia. «I nostri progressi pionieristici nella tecnologia hardware basata sui PIC promettono di rivoluzionare i processi di gestione della catena di distribuzione (SCM) delle aziende europee. Con la nostra fornitura di PIC, l’Europa può innovare più rapidamente e creare nuove tecnologie, mantenendoci all’avanguardia dei progressi tecnologici», osserva. Commenta inoltre l’impatto del progetto INPHOMIR (INdium PHOsphide-based advanced Monolithically integrated photonic building-blocks at near and mid-InfraRed wavelengths): «Il successo del progetto segnerà una importante pietra miliare nella tecnologia di rilevamento fotonico, offrendo un vantaggio competitivo alle industrie europee e rafforzando l'impegno dell’UE per l’eccellenza tecnologica». Per maggiori informazioni, consultare: sito web del progetto INPHOMIR
Parole chiave
INPHOMIR, sensore laser, spazio, satellite, drone, circuito integrato fotonico, medio infrarosso, fosfuro di indio, onda continua modulata in frequenza, radar ottico