TEIL 1: Geburt einer technologie
VON LASERBLITZEN ZU PUNKTWOLKEN
Woher kommt Laser Scanning? Wer hat es erfunden?
Wie wurde Laser Scanning in den vergangenen Jahrzehnten bis zum heutigen Tag eingesetzt?
Unsere Reihe „The origins of laser scanning“ geht diesen Fragen auf den Grund und liefert Antworten zu dieser spannenden Technologie, die inzwischen kaum noch aus unserem Alltag wegzudenken ist.
Ein Laser, ein Flug zum Mond – und der Start einer Revolution in der Vermessungstechnik
1960 entwickelt der US-Physiker Theodore Maiman bei den Hughes Research Laboratories den ersten funktionierenden Laser. Er basiert auf einem Rubin-Kristall und markiert den Startpunkt für eine neue Ära der Mess- und Sensortechnik.
Theodore Maiman erfand den Laser, weil er das Prinzip des Masers auf Licht statt Mikrowellen übertragen wollte. Trotz anfänglicher Ablehnung durch seine Vorgesetzten setzte er die Forschung unter Androhung seiner Kündigung aus eigenem Antrieb fort. Praktische Anwendungen waren zunächst unklar – Maiman selbst nannte den Laser „eine Lösung, die ein Problem sucht“.
Am 16. Mai 1960 bauten Theodore Maiman und Charles Asawa somit den ersten funktionierenden Rubinlaser. Trotz der anfänglichen Ablehnung erhielt Maiman ein begrenztes Budget und veröffentlichte seine Ergebnisse im August 1960 in der Fachzeitschrift Nature. Die Erfindung verbreitete sich schnell, doch sein Arbeitgeber blieb skeptisch. 1962 gründete Maiman daher die Korad Corporation; das US-Patent folgte 1967.
Fun Fact:
Der „Vater des Lasers“ Theodore Maiman erhielt nie den Nobelpreis – doch im Jahr 2000 nutzte man seine eigene Erfindung, um ihn in München per Laser zu operieren.
Schon ein Jahr nach Maimans Entwicklung des Lasers baute die Hughes Aircraft Company den ersten LiDAR-Prototypen (Light Detection and Ranging).
Das Prinzip: Kurze Laserpulse werden ausgesendet, treffen auf ein Ziel und reflektieren zurück. Aus der Zeit, die das Licht für Hin- und Rückweg benötigt, lässt sich die Entfernung berechnen.
Was ist LiDAR?
LiDAR steht für Light Detection and Ranging. Dabei sendet ein Gerät Laserimpulse aus und misst die Zeit, bis das Licht vom Ziel reflektiert wird. So lassen sich Entfernungen und Strukturen präzise bestimmen – oft mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich.
Militärische Anfänge
Bereits in den 1950er-Jahren experimentiert das US-Militär mit optischen Messgeräten – eine frühe Vorstufe heutiger LiDAR-Systeme. In den 1960er-Jahren dient LiDAR zunächst der militärischen Geländekartierung und Aufklärung.
Apollo 15 – LiDAR im All
1971 erlebt LiDAR seinen internationalen Durchbruch: Die NASA nutzt die Technologie auf der Apollo-15-Mission, um die Oberfläche des Mondes zu kartieren. Mit einem flashlamp-gepumpten Rubinlaser werden tausende Messungen der Mondtopographie aus der Umlaufbahn durchgeführt.
Langsame Entwicklung bis in die 1980er
Der Einsatz in der Luft- und Raumfahrt wächst in den 1970ern, etwa zur topografischen Kartierung von Landschaften, Eisflächen, Ozeanen und Atmosphäre. Erst mit der Verfügbarkeit von kommerziellen GPS-Systemen und verbesserter Satellitenkommunikation in den 1980er-Jahren wird LiDAR für präzisere und effizientere Messungen aus der Luft praxistauglich.
Wussten Sie, dass…?
… die Apollo-15-Mission 1971 LiDAR nutzte, um die Mondoberfläche aus der Umlaufbahn zu vermessen? Damit war LiDAR das erste Laser-Messverfahren im Weltraum.
So geht's weiter:
Im nächsten Teil unserer Serie geht es um den Übergang von der Forschung zum praktischen Einsatz der LiDAR Technologien in den Jahrzehnten bis Ende der 90er Jahre.
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