O cientista de instrumentos da NASA Bryan Blair tinha acabado de escrever o software de vôo para o Mars Orbiter Laser Altimeter da agência, ou MOLA, quando ele foi convidado em 1991 para voar um instrumento lidar a bordo de uma aeronave de pesquisa P-3 para testar novas técnicas lidar sobre os mantos de gelo na Groenlândia. A caminho, ele reuniu medições de áreas florestadas no estado de Nova York. O que ele descobriu nos dados o surpreendeu, resultando em uma busca de 27 anos para construir um lidar espacial para medir florestas.

Esse instrumento - Global Ecosystems Dynamics Investigation, ou GEDI - agora está coletando dados como uma carga anexada ao Módulo Experimental Japonês, a maior instalação científica na Estação Espacial Internacional. A expectativa é coletar dados por pelo menos dois anos.

"Estávamos disparando lasers sobre florestas e o que vimos foi uma loucura, resultados complicados nos sinais que voltaram possivelmente indicando a estrutura das florestas abaixo, "lembrou Blair, o investigador principal adjunto do GEDI no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

O voo e a descoberta da aeronave o levaram a pensar:poderia a detecção de luz e alcance, ou lidar - a técnica que os cientistas usaram para mapear a estéril topografia marciana com MOLA - ser igualmente eficaz no mapeamento de florestas? Usando fundos de pesquisa e desenvolvimento, ele reuniu vários programas de P&D da NASA, ele apresentou uma ideia inovadora na primeira missão dedicada a fornecer vistas tridimensionais das florestas e detalhes sobre o papel das florestas no ciclo do carbono.

"As quase três décadas de desenvolvimento do GEDI são uma prova do valor da pesquisa e desenvolvimento, que muitas vezes transforma 'ideias malucas' em instrumentos. Também ressalta a importância de conceber uma ideia, construindo um protótipo, testando o instrumento, e, como no caso do GEDI, construir um instrumento de aeronave primeiro para finalizar a técnica de medição e as tecnologias necessárias, "disse Goddard Chief Technologist, Peter Hughes." GEDI é um exemplo do que pode acontecer quando a NASA investe em boas ideias. "

Tecnologias inovadoras permitem GEDI

Liderado pelo professor da Universidade de Maryland Ralph Dubayah, GEDI, pronunciado Jedi, como na fama de Star Wars, realiza seu trabalho com diversas tecnologias inovadoras. Central para as capacidades do GEDI é o seu trio de lasers especializados que enviam feixes de laser em direção à Terra, onde penetram nas florestas e ricocheteiam em tudo o que atingem, que pode ser deixado no topo de uma copa densa, galhos salientes, e, eventualmente, o solo de onde a floresta emerge. Seu telescópio a bordo recebe os sinais refletidos marcando o tempo que levam para retornar.

Contudo, GEDI, que o programa Earth Venture da NASA selecionou para desenvolvimento há quatro anos, faz mais. Ao contrário de muitos outros instrumentos lidar voados no espaço, GEDI emprega a chamada técnica de medição baseada em forma de onda que analisa a forma do sinal de luz retornado, não apenas o tempo que levou para retornar. A forma de onda revela a distribuição das superfícies acima do terreno, tornando-o especialmente útil para medir a densidade e estrutura de árvores e vegetação, e até mesmo a estrutura de folhas e galhos dentro da copa de uma floresta.

Portanto, permite aos cientistas obter a estrutura tridimensional da vegetação do espaço. Esta informação é útil para mapear o habitat da vida selvagem, biodiversidade, bem como a quantidade de biomassa e carbono armazenado na vegetação.

O 1, O GEDI de 160 libras também fica em um gimbal, e portanto, é ativamente apontado para rastros de solo específicos na Terra abaixo. Para dar uma visão ainda mais ampla da superfície, GEDI usa óptica sofisticada que divide os três feixes de laser em oito trilhas de solo - dois dos lasers geram duas trilhas de solo cada, e o terceiro gera quatro. Juntos, essas tecnologias permitem que o GEDI obtenha amostras de todas as terras entre 51,6 graus de latitude norte e 51,6 graus de latitude sul, cobrindo florestas temperadas e tropicais.

"Sem o sistema de apontamento, levaria três vezes mais tempo para completar a cobertura de que precisamos, "Blair explicou.

LVIS:The Essential Pathfinder

Blair destaca que o GEDI não teria sido possível sem seu antecessor, um instrumento baseado em aeronave chamado Land, Sensor de Vegetação e Gelo, ou LVIS, que Blair começou a voar no final da década de 1990, poucos anos depois de conceber o conceito do instrumento. Desde então, O LVIS se tornou uma espécie de base para medições mais localizadas. Além de mapear florestas, LVIS mediu mantos de gelo.

LVIS não só forneceu dados nunca antes obtidos sobre copas florestais, criou uma comunidade de usuários de dados familiarizados com a técnica de medição e sua utilidade - uma comunidade que fará uso das medições mais globais do GEDI nos próximos meses, Disse Blair. "Sem essa comunidade de usuários já estabelecida, teria sido mais difícil conseguir o financiamento da missão, " ele disse.

"Fomos os pioneiros dessa missão em Goddard, "Blair acrescentou." Não poderíamos ter feito isso sem o apoio de Goddard e da Divisão de Ciências da Terra da Sede da NASA ao longo dos anos. Este é um instrumento desenvolvido internamente com base em uma técnica de medição desenvolvida internamente. "