Todos os sistemas estão prontos para o lançamento em novembro da missão Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) da NASA, que usará laser de alta resolução para estudar as florestas da Terra e a topografia da Estação Espacial Internacional (ISS).

A missão científica busca responder a perguntas sobre o quanto o desmatamento contribuiu para as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera e quanto as florestas de carbono absorveriam no futuro. É liderado por um grupo de pesquisa da Universidade de Maryland, que está trabalhando em colaboração com uma equipe da Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço que está projetando o laser para o GEDI.

Durante a conferência Fronteiras em Óptica + Ciência do Laser APS / DLS da Sociedade Óptica realizada de 16 a 20 de setembro, 2018, em Washington, D.C., O engenheiro de laser do Goddard Space Flight Center da NASA, Paul Stysley, e seus colegas Barry Coyle, Erich Frese e Furqan Chiragh apresentarão seu trabalho projetando e construindo os sistemas de laser para a missão GEDI. Eles descreverão os extensos testes que os sistemas foram obrigados a passar tanto para transporte quanto para operação subsequente em órbita baixa da Terra.

A apresentação fará parte da sessão "Fabricação e teste de novos dispositivos", a ser realizada às 10h30 na segunda-feira, 17 de setembro no salão de baile Jefferson West do hotel Washington Hilton.

"Queríamos projetar um laser que pudesse permitir o sensoriamento remoto baseado em LIDAR para as ciências da Terra e missões de exploração planetária, "disse Stysley.

A equipe projetou um sistema a laser que "é relativamente simples, tem margem apropriada nas especificações de desempenho, e é bem compreendido, "ele acrescentou." Isso, por sua vez, permite que seja eficiente e adaptável a diferentes missões, bem como robusto em um ambiente de voo espacial. "

Usando a tecnologia de detecção e alcance de luz (LIDAR), os pesquisadores disparam pulsos de energia do laser na superfície da Terra e registram com precisão o tempo de retorno. Esses dados produzem uma imagem 3-D na forma de observação vertical ou uma forma de onda completa que mostra a copa da floresta mundial e a topografia do solo abaixo dela.

Isso é possível porque os pulsos de luz laser transmitidos são refletidos pelo solo, árvores, vegetação ou nuvens, e então recolhidos pelo receptor GEDI. Os fótons que retornam são direcionados aos detectores, que convertem o brilho da luz em uma voltagem eletrônica que é registrada como uma função do tempo em intervalos de 1 nanossegundo. O tempo pode ser convertido em intervalo (distância) multiplicando-o pela velocidade da luz, e então a forma de onda completa pode ser calculada pela voltagem registrada como uma função da faixa.

O sistema a laser permite que dados de forma de onda completa sejam coletados, que fornecerá as medições da elevação do solo e da altura do dossel da vegetação em um nível global. "Os produtos de dados de forma de onda 3-D e canopy são baseados naqueles que já foram fornecidos pelo Land da NASA, Vegetação, e instalação do sensor de gelo em missões aerotransportadas LIDAR, "Stysley disse." Os lasers GEDI foram projetados internamente, fabricado, montado e testado pelo ramo de Laser e Elecro-ótica da NASA-Goddard. "

"Nosso projeto é facilmente adaptável para missões LIDAR de vegetação subsequentes ou para missões planetárias que precisam de um altímetro a laser eficiente, "Stysley disse.

Ao projetar o sistema a laser, Stysley disse que o grupo da NASA tinha que garantir que seria capaz de sobreviver ao calor extremo e às vibrações de ser lançado ao espaço por um foguete, bem como suportar o ambiente hostil do espaço, uma vez instalado na Instalação Exposta ao Módulo Experimental Japonês fora da ISS.

O grupo colocou os lasers em teste de vácuo térmico para simulação de voo próximo ao espaço para garantir que os lasers possam funcionar e sobreviver no espaço, bem como testes de qualificação vibracional da montagem final dos lasers.

Stysley e seus colegas ficaram um tanto surpresos com o quanto você pode aprender sobre um laser enquanto ele passa por testes ambientais de voo espacial.

"Não importa o quão bem você conheça um projeto a laser, é importante testá-lo adequadamente de acordo com os requisitos ambientais impostos a você por uma missão e ter margem de desempenho suficiente em seu projeto para ser capaz de compensar quaisquer pequenas 'surpresas' que surjam durante o teste, "disse Stysley." Mudanças sutis em coisas como o perfil de temperatura podem expor coisas novas sobre como seu laser se comporta em situações relativamente incomuns e, muitas vezes, recursos - dinheiro, Tempo, e alívio técnico - será necessário para atender aos requisitos. "

A missão GEDI, programado para lançamento em novembro, operará no ISS por até dois anos.