Casi dos décadas de inversión en tecnología de la NASA en sistemas lidar y transmisores de dos micrones han dado como resultado una nueva capacidad para medir de forma remota los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera de la Tierra. La NASA ha desarrollado un Lidar de Absorción Diferencial de Trayectoria Integrada (IPDA) que incorpora alta energía, Láseres de doble pulso con altas tasas de repetición. El instrumento lidar compacto tiene como objetivo proporcionar Mediciones de columna de CO2 atmosférico de alta resolución desde una plataforma aérea. Los pulsos de láser se pueden sintonizar y bloquear cerca de la longitud de onda de 2,05 micrones, una región espectral ideal para la detección de CO2. Separado por 150 microsegundos, el primer pulso se ajusta a una longitud de onda de alta absorción de CO2 y el segundo pulso a una longitud de onda de baja absorción. Al apuntar los pulsos a un objetivo difícil, o la tierra, la diferencia entre las señales de retorno se correlaciona con la cantidad promedio de CO2 en la columna entre el instrumento y el objetivo.

El dióxido de carbono es un gas de efecto invernadero que se considera un contribuyente importante al calentamiento global. En la actualidad, Los satélites que monitorean los niveles de CO2 de la Tierra emplean instrumentos de detección pasiva. Un sistema de detección activa como el IPDA Lidar tiene el potencial de superar algunas de las limitaciones de los sistemas pasivos para proporcionar la precisión requerida para resolver de manera más definitiva el perfil de CO2. El IPDA Lidar está destinado a ser un trampolín hacia una eventual misión espacial para la detección remota activa de CO2, como ASCENDS (Detección activa de emisiones de CO2 durante la noche, Dias, and Seasons) concepto de misión. Recomendado por el Consejo Nacional de Investigación en su encuesta decenal de 2007, ASCENDS tiene como objetivo facilitar una mayor comprensión del papel que juega el CO2 en el ciclo global del carbono. La tecnología IPDA Lidar recientemente desarrollada tiene el potencial de proporcionar mediciones de CO2 basadas en satélites que brindarán mediciones precisas de CO2 durante todo el día y la noche. todo el año, en todas las latitudes. Estos datos ayudarán a identificar fuentes y sumideros de CO2 generados por el hombre, mejorar los modelos climáticos y las predicciones climáticas, y permitir una mejor comprensión de la conexión entre el clima y el intercambio de CO2.

Más de 11 días en marzo de 2015, la detección directa pulsada de 2 micrones IPDA Lidar completó 10 vuelos de ingeniería, por un total de aproximadamente 27 horas, sobre Virginia a bordo del avión B200 King Air de la NASA. Los vuelos de prueba se realizaron sobre diversos terrenos con diferente reflectividad, y el análisis muestra que la profundidad óptica medida para la longitud de la columna coincide con el valor modelado en un pequeño porcentaje. Los resultados de las pruebas son positivos y es probable que el instrumento haya realizado la primera demostración de prueba de principio de una prueba aerotransportada, detección directa, medición de CO2 de dos micrones. En la actualidad, el equipo del proyecto está trabajando para incorporar un tercer pulso transmitido al sistema. Un sistema de triple pulso permitiría mediciones simultáneas de CO2 y vapor de agua (H2O) en un solo instrumento compacto.