p Uma equipe de cientistas e engenheiros da NASA agora acredita que pode alavancar avanços recentes em um instrumento de detecção de efeito estufa para construir o primeiro lidar de sódio baseado no espaço do mundo para estudar a mesosfera mal compreendida da Terra. p O cientista Diego Janches e os especialistas em laser Mike Krainak e Tony Yu, todos trabalham no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, estão liderando um esforço de pesquisa e desenvolvimento para promover ainda mais o lidar de sódio, que o grupo planeja implantar na Estação Espacial Internacional se conseguir provar sua capacidade de voo.

p O Center Innovation Fund da NASA e os programas Heliophysics Technology e Instrument Development for Science estão agora financiando a maturação do instrumento. Contudo, o conceito traça sua herança em parte aos investimentos anteriores da NASA em instrumentos lidar promissores, chamados Sounders, originalmente criado para medir dióxido de carbono e metano na atmosfera da Terra.

p De seu ancoradouro no posto avançado orbital, o instrumento iluminaria a complexa relação entre a química e a dinâmica da mesosfera que fica a 40-100 milhas acima da superfície da Terra - a região onde a atmosfera da Terra encontra o vácuo do espaço.

p Dado o progresso que os pesquisadores fizeram com os instrumentos de sondagem de observação da Terra, juntamente com o legado de Goddard em tecnologia a laser, eles estão otimistas quanto ao sucesso final do instrumento.

p A grande alavancagem

p "O que estamos fazendo é alavancar o que aprendemos com as sondagens de CO2 e metano, "Disse Krainak. Ambos os instrumentos demonstraram em várias campanhas de aeronaves que medem com precisão os gases do efeito estufa usando lidar.

p Lidar envolve a pulsação de uma luz laser na superfície da Terra. Como todos os gases atmosféricos, o dióxido de carbono e o metano absorvem a luz em faixas estreitas de comprimento de onda. Ao sintonizar o laser nessas linhas de absorção, os cientistas podem detectar e analisar o nível de gases nesse caminho vertical. Quanto mais gás ao longo do caminho da luz, quanto mais profundas as linhas de absorção.

p "O mesmo princípio se aplica aqui, "Disse Janches." Em vez de dióxido de carbono e metano, estamos detectando sódio por causa do que ele pode nos dizer sobre a dinâmica de pequena escala que ocorre na mesosfera. "

p O sódio - o sexto elemento mais abundante na crosta terrestre - é um marcador útil para caracterizar a mesosfera. Embora esta camada atmosférica contenha outros grânulos de metais, incluindo ferro, magnésio, cálcio, e potássio - todos produzidos pela evaporação de poeira extraterrestre quando encontra a atmosfera da Terra - o sódio é mais fácil de detectar. Literalmente, uma camada de sódio existe na mesosfera.

p Por causa de sua abundância relativa, o sódio fornece dados de alta resolução que podem revelar mais informações sobre a dinâmica de pequena escala que ocorre na alta atmosfera. A partir disso, os cientistas podem aprender mais sobre como o clima na baixa atmosfera influencia a fronteira entre a atmosfera e o espaço.

p O grupo começou a desenvolver seu instrumento, que é eletronicamente ajustado para a faixa de 589 nanômetros, ou luz amarela. Enquanto em órbita, o lidar rapidamente pulsaria a luz na camada mesosférica, abaixo de um a três quilômetros ao longo de uma faixa medindo quatro a oito quilômetros de largura.

p A interação da luz com as partículas de sódio faria com que brilhassem ou ressoassem. Ao detectar o brilho de volta, o espectrômetro de bordo do lidar analisaria a luz para determinar quanto sódio residia na mesosfera, sua temperatura, e a velocidade com que as partículas se moviam.

p Os cientistas usaram lidars de sódio em medições baseadas no solo por pelo menos quatro décadas, mas eles nunca coletaram medidas do espaço. Como resultado, os dados são limitados no tempo e no espaço e não oferecem uma imagem global da dinâmica. Com um lidar espacial de sódio especialmente projetado, Contudo, cientistas seriam capazes de iluminar áreas específicas, revelando a dinâmica de pequena escala que atualmente é a maior incógnita, Disse Janches.

p A equipe usará o financiamento da NASA para ajustar a tecnologia que bloqueia o lidar nas linhas de sódio. "É como uma corda de violão, "Krainak explicou." Se você quiser um certo tom, você precisa travar a corda em um determinado comprimento. É a mesma coisa com o comprimento da cavidade do laser. "

p A equipe também planeja demonstrar uma unidade de teste de engenharia ambientalmente testada do laser, melhorando assim seu nível de prontidão de tecnologia para seis, o que significa que a tecnologia está pronta para o desenvolvimento de vôo.

p "Fizemos um progresso significativo no laser, "Krainak disse." Se vencermos, poderíamos ser o primeiro espectrômetro a laser de sódio baseado no espaço para sensoriamento remoto. "