La luz solar que viaja a través de la atmósfera se polariza de diferentes maneras a medida que se dispersa por el vapor de agua, hielo, aerosoles creados por organismos vivos, polvo, y otras partículas.

Medir esa polarización permite a los científicos extrapolar lo que hay en la atmósfera, y la próxima generación de polarímetros para el trabajo podría beneficiarse de una nueva tecnología desarrollada por investigadores de la Universidad de Harvard, Cambridge, Massachusetts.

El científico de la tierra Kerry Meyer en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, está trabajando con socios de Harvard para desarrollar un uso científico para su tecnología de "metasuperficie". Usando un componente óptico plano, la tecnología puede analizar la luz a lo largo de cuatro direcciones de polarización, permitiendo una caracterización completa del estado polarizado de la luz:intensidad, polarización lineal (horizontal y vertical), y polarización circular.

"Hasta hace poco, los polarímetros han sido instrumentos bastante grandes, y dependiendo de la estrategia de medición, podría involucrar muchas partes móviles y diferentes ópticas, ", dijo Meyer." Esta tecnología de metasuperficie divide la señal entrante en los cuatro estados ".

Sin las partes móviles, Esta tecnología podría permitir la polarimetría en satélites pequeños como SmallSats y CubeSats, pero también podría ampliarse para su uso en misiones más grandes a un costo significativo. volumen, ahorro de peso y energía con respecto a la tecnología existente.

Si bien la tecnología de Harvard aún se encuentra en un desarrollo temprano, El científico de Goddard, Dan Miller, dijo que se espera que un tipo de polarímetro vuele como parte del Observatorio del Sistema Terrestre planeado por la NASA en el aerosol. Nube, Misión de Convección y Precipitación (ACCP) recomendada en el Estudio Decadal de la Tierra de 2017.

Se espera que entre en desarrollo este año, esta misión sería, entre otras cosas, Combine la polarimetría con los datos LIDAR para proporcionar nuevos conocimientos sobre las nubes y las partículas de la atmósfera y cómo afectan la vida en la Tierra. Lidar significa Detección y rango de luz y es un método de detección remota que utiliza luz en forma de láser pulsado para medir distancias variables a la Tierra.

"La combinación de un lidar y un polarímetro en órbita, observando el mismo objetivo, le dice tanto lo que está mirando como la distribución vertical:dónde se encuentra en la atmósfera, "Dijo Miller.

La asociación le dio al investigador postdoctoral de Harvard, Noah Rubin, información valiosa sobre los casos de uso científico de su tecnología.

"Trabajar con nuestros nuevos colegas de la NASA ha sido fantástico, "Dijo Rubin." Mi equipo en Harvard estaba principalmente preocupado por las nuevas tecnologías físicas y ópticas habilitadas por el control de la luz a nanoescala. Es raro, sin embargo, que tengamos la oportunidad de interactuar con los posibles usuarios finales de una manera tan directa, sin mencionar en una etapa tan temprana en el desarrollo de una nueva tecnología ".

Para el científico de la Tierra Ed Nowottnick, la tecnología de Harvard hace que las observaciones distribuidas de nubes y partículas en aerosol estén un paso más cerca de la realidad.

"Pude ver volar este sensor en el espacio como una constelación, ", dijo." Si pudieras poner varias copias, puede mejorar su cobertura con el tiempo. Luego, Realmente estás avanzando en gran medida hacia la comprensión de los procesos atmosféricos ".

Los pagos incluirían una mejor previsión del tiempo, partículas de aerosol, y nubes, así como una mejor comprensión de cómo el cambio climático podría afectar estos procesos en el futuro.