تقنية تحديد المدى بالليزر
مبدأالليزرمقياس المسافة
بالإضافة إلى الاستخدام الصناعي لليزر لمعالجة المواد، فإن مجالات أخرى، مثل الفضاء والمجالات العسكرية وغيرها من المجالات تتطور باستمرار أيضًاتطبيقات الليزرمن بينها، يتزايد استخدام الليزر في الطيران والجيش، وتطبيق الليزر في هذا المجال هو بشكل أساسي تحديد المدى بالليزر. مبدأ تحديد المدى بالليزر هو أن المسافة تساوي السرعة مضروبة في الوقت. يتم تحديد سرعة الضوء، ويمكن لجهاز الكشف اكتشاف وقت انتقال الضوء، ويمكن حساب مسافة الجسم المراد قياسه.
والرسم التخطيطي هو كما يلي:
يؤثر عامل تباعد الليزر بشكل كبير على دقة جهاز تحديد المدى بالليزر. ما هو عامل التباعد؟ على سبيل المثال، يحمل شخص مصباحًا يدويًا وآخر مؤشر ليزر. تكون مسافة إشعاع مؤشر الليزر أكبر من مسافة إشعاع المصباح اليدوي، لأن ضوء المصباح اليدوي أكثر تباعدًا، ويُسمى مقياس تباعد الضوء عامل التباعد.ضوء الليزرنظريًا، يكونان متوازيين، ولكن عندما تكون مسافة التأثير بعيدة، يحدث تباعد للضوء. إذا تم ضغط زاوية تباعد الضوء، فإن التحكم في درجة تباعد الليزر يُحسّن دقة جهاز تحديد المدى بالليزر.
تطبيقجهاز تحديد المدى بالليزر
يتم استخدام مقياس المسافة بالليزر بشكل أكبر في مجال الفضاء، حيث استخدمت مركبة أبولو 15 على القمر مجموعة خاصة من المعدات - عاكس زاوية كبير، يستخدم لعكس شعاع الليزر من الأرض، عن طريق تسجيل وقت الرحلة ذهابًا وإيابًا لحساب المسافة بين الأرض والقمر.
وفي الوقت نفسه، تُستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر أيضًا في مجالات أخرى من صناعة الطيران والفضاء:
1. جهاز قياس المسافة بالليزر في التطبيقات العسكرية
العديد منبصريات إلكترونيةتم تجهيز أنظمة التتبع على الطائرات المقاتلة والمعدات الأرضية بمقاييس مدى ليزرية، يمكنها معرفة مسافة العدو بدقة والاستعداد للدفاع وفقًا لذلك.
2. تطبيق قياس المسافة بالليزر في التحقيق في التضاريس ورسم الخرائط
يُطلق على جهاز تحديد المدى بالليزر في مسح ورسم خرائط التضاريس عمومًا اسم مقياس الارتفاع بالليزر، والذي يُحمل بشكل أساسي على متن طائرة أو قمر صناعي لقياس بيانات الارتفاع.
3. تطبيق قياس المسافة بالليزر في هبوط المركبات الفضائية ذاتيًا
يُعدّ استخدام المسابر غير المأهولة للهبوط على أسطح الأجرام السماوية المستهدفة، مثل القمر والمريخ والكويكبات، لأغراض الاستكشاف الميداني أو حتى جمع العينات، وسيلةً مهمةً لاستكشاف الكون من قِبل البشر، كما يُعدّ أحد أهمّ المجالات لتطوير أنشطة استكشاف الفضاء العميق مستقبلًا. ويُعدّ إطلاق الأقمار الصناعية أو المسابر للهبوط على أسطح الكواكب الأخرى اتجاهًا هامًا لاستكشاف الفضاء.
4. تطبيققياس المدى بالليزرفي التقاء وتواصل مستقلين في الفضاء
إن عملية الالتقاء والالتحام الفضائي المستقل هي عملية معقدة ودقيقة للغاية.
عملية الالتقاء هي التقاء طائرتين أو أكثر في مدار فضائي وفقًا لموقع ووقت محددين مسبقًا، وتتراوح مسافة العمل بين 100 كم و10 أمتار. من البعيد إلى القريب، يتطلب الأمر توجيهًا بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ورادارًا ميكروويف، وليدار، وأجهزة قياس بمستشعر التصوير البصري. أما الالتحام الفضائي، فيشير إلى التقاء طائرتين في مدار فضائي بعد التقاءهما في هيكل ميكانيكي متكامل. وتتراوح مسافة التشغيل بين 10 و0 متر، ويتم ذلك بشكل رئيسي باستخدام مستشعرات توجيه فيديو متقدمة (AVGS).
5. تطبيق قياس المسافات بالليزر في مجال اكتشاف الحطام الفضائي
يعد اكتشاف الحطام الفضائي أحد مجالات التطبيق المهمة لتكنولوجيا الكشف بالليزر في الفضاء العميق.
تلخيص
الليزر أداة! وهو أيضًا سلاح!
وقت النشر: ١٦ أبريل ٢٠٢٤