تقنية تحديد المدى بالليزر

تقنية تحديد المدى بالليزر

مبدأليزرجهاز تحديد المدى
إلى جانب الاستخدام الصناعي لليزر في معالجة المواد، تشهد مجالات أخرى، مثل الفضاء والطيران والمجالات العسكرية وغيرها، تطوراً مستمراً.تطبيقات الليزرومن بين هذه التطبيقات، يتزايد استخدام الليزر في الطيران والمجال العسكري، ويتمثل التطبيق الرئيسي لليزر في هذا المجال في تحديد المسافة بالليزر. ويقوم مبدأ تحديد المسافة بالليزر على أن المسافة تساوي السرعة مضروبة في الزمن. يتم تحديد سرعة الضوء، ويمكن لجهاز الكشف رصد زمن انتقال الضوء، ومن ثم حساب المسافة إلى الجسم المراد قياسها.
الرسم التوضيحي كما يلي:

يؤثر عامل تباعد الليزر بشكل كبير على دقة جهاز قياس المسافة بالليزر. ما هو عامل التباعد؟ على سبيل المثال، إذا حمل شخص مصباحًا يدويًا وحمل آخر مؤشر ليزر، فإن مسافة إشعاع مؤشر الليزر أكبر من مسافة إشعاع المصباح اليدوي، لأن ضوء المصباح اليدوي أكثر تباعدًا، ويُسمى مقياس تباعد الضوء عامل التباعد.ضوء الليزرنظرياً، يكون مسار الضوء متوازياً، ولكن عندما تكون مسافة التأثير بعيدة، يحدث تباعد. إذا تم ضغط زاوية تباعد الضوء، فإن التحكم في درجة تباعد الليزر يُعد وسيلة لتحسين دقة جهاز قياس المسافة بالليزر.

تطبيقجهاز تحديد المدى بالليزر
يستخدم جهاز تحديد المدى بالليزر بشكل أكبر في مجال الطيران والفضاء، كما في مهمة أبولو 15 على سطح القمر مع مجموعة خاصة من المعدات - عاكس بزاوية كبيرة، يستخدم لعكس شعاع الليزر من الأرض، عن طريق تسجيل وقت الذهاب والإياب لحساب المسافة بين الأرض والقمر.
وفي الوقت نفسه، تُستخدم أجهزة قياس المسافة بالليزر أيضاً في مجالات أخرى من صناعة الطيران والفضاء:
1- جهاز تحديد المدى بالليزر في التطبيقات العسكرية
كثير منالإلكترونيات الضوئيةتم تجهيز أنظمة التتبع الموجودة على الطائرات المقاتلة والمعدات الأرضية بأجهزة تحديد المدى بالليزر، والتي يمكنها معرفة مسافة العدو بدقة والاستعداد للدفاع وفقًا لذلك.
2- تطبيق تقنية تحديد المدى بالليزر في استكشاف التضاريس ورسم الخرائط
يُطلق على جهاز تحديد المدى بالليزر المستخدم في مسح ورسم خرائط التضاريس عمومًا اسم مقياس الارتفاع بالليزر، والذي يتم حمله بشكل أساسي على متن الطائرات أو الأقمار الصناعية لقياس بيانات الارتفاع.
3. تطبيق تقنية تحديد المدى بالليزر في الهبوط الذاتي للمركبات الفضائية
يُعدّ استخدام المركبات الفضائية غير المأهولة للهبوط على سطح الأجرام السماوية المستهدفة، كالقمر والمريخ والكويكبات، لأغراض الاستكشاف الميداني أو حتى لجمع العينات، وسيلةً مهمةً لاستكشاف الكون، كما يُمثّل أحد أهمّ محاور تطوير أنشطة استكشاف الفضاء السحيق في المستقبل. ويُعتبر إطلاق الأقمار الصناعية أو المركبات الفضائية للهبوط السلس على سطح الكواكب الأخرى اتجاهاً هاماً في استكشاف الفضاء.
4. تطبيقتحديد المدى بالليزرالالتقاء والالتحام الذاتي في الفضاء
يُعد الالتقاء والالتحام الذاتي في الفضاء عملية معقدة ودقيقة للغاية.
تشير عملية الالتقاء إلى التقاء طائرتين أو أكثر في مدار فضائي وفقًا لموقع ووقت محددين مسبقًا، وتتراوح مسافة الالتقاء بين 100 كيلومتر و10 أمتار، وتتطلب هذه العملية، من مسافة بعيدة إلى قريبة، استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للتوجيه، ورادار الميكروويف، والليدار، ووسائل قياس التصوير البصري. أما الالتحام الفضائي فيشير إلى التقاء طائرتين في مدار فضائي ضمن هيكل ميكانيكي متكامل. وتتراوح مسافة الالتقاء بين 10 و0 متر، ويتم ذلك بشكل أساسي باستخدام أجهزة استشعار التوجيه بالفيديو المتقدمة (AVGS).

5. تطبيق تقنية تحديد المدى بالليزر في مجال الكشف عن الحطام الفضائي
يُعدّ الكشف عن الحطام الفضائي أحد أهم مجالات تطبيق تقنية الكشف بالليزر في الفضاء السحيق.

باختصار
الليزر أداة! وهو سلاح أيضاً!