El científico de instrumentos de la NASA Bryan Blair acababa de terminar de escribir el software de vuelo para el altímetro láser Mars Orbiter de la agencia. o MOLA, cuando fue invitado en 1991 a volar un instrumento lidar a bordo de un avión de investigación P-3 para probar nuevas técnicas lidar sobre las capas de hielo de Groenlandia. En camino, recopiló medidas de áreas boscosas en el estado de Nueva York. Lo que descubrió en los datos lo sorprendió, resultando en una búsqueda de 27 años para construir un lidar espacial para medir bosques.

Ese instrumento, la Investigación de la dinámica de los ecosistemas globales, o GEDI:ahora recopila datos como una carga útil adjunta al módulo experimental japonés, la instalación científica más grande de la Estación Espacial Internacional. Se espera recopilar datos durante al menos dos años.

"Estábamos disparando láseres sobre bosques y lo que vimos fue una locura, resultados complicados en las señales que regresaron posiblemente indicando la estructura de los bosques debajo, "recordó Blair, el investigador principal adjunto de GEDI en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

El vuelo y el descubrimiento de la aeronave lo hicieron pensar:¿podría la detección de luz y el alcance, o lidar, la técnica que los científicos utilizaron para mapear la árida topografía marciana con MOLA, ¿será igualmente eficaz en el mapeo de bosques? Utilizando fondos de investigación y desarrollo que improvisó de varios programas de I + D de la NASA, avanzó una idea innovadora en la primera misión dedicada a proporcionar vistas tridimensionales de los bosques y detalles sobre el papel de los bosques en el ciclo del carbono.

"Las casi tres décadas de desarrollo de GEDI son un testimonio del valor de la investigación y el desarrollo, que a menudo madura las "ideas locas" en instrumentos. También subraya la importancia de concebir una idea, construyendo un prototipo, probar el instrumento, y, como en el caso de GEDI, construir un instrumento de aeronave primero para finalizar la técnica de medición y las tecnologías necesarias, ", dijo Peter Hughes, tecnólogo jefe de Goddard." GEDI es un ejemplo de lo que puede suceder cuando la NASA invierte en buenas ideas ".

Las tecnologías innovadoras permiten GEDI

Dirigido por el profesor de la Universidad de Maryland Ralph Dubayah, GEDI, pronunciado Jedi, como en la fama de Star Wars, realiza su trabajo con varias tecnologías innovadoras. Un elemento central de las capacidades de GEDI es su trío de láseres especializados que envían rayos láser hacia la Tierra, donde penetran en los bosques y rebotan en todo lo que golpean. que pueden ser hojas sobre un dosel denso, ramas que sobresalen, y, finalmente, el suelo del que emerge el bosque. Su telescopio a bordo recibe las señales reflejadas que marcan el tiempo que tardan en regresar.

Sin embargo, GEDI, que el programa Earth Venture de la NASA seleccionó para su desarrollo hace cuatro años, hace más. A diferencia de muchos otros instrumentos lidar que vuelan en el espacio, GEDI emplea la llamada técnica de medición basada en formas de onda que analiza la forma de la señal de luz devuelta, no solo el tiempo que tardó en regresar. La forma de onda revela la distribución de superficies sobre el terreno, haciéndolo especialmente útil para medir la densidad y estructura de árboles y vegetación, e incluso la estructura de hojas y ramas dentro del dosel de un bosque.

Por lo tanto, permite a los científicos obtener la estructura tridimensional de la vegetación desde el espacio. Esta información es útil para mapear el hábitat de la vida silvestre, biodiversidad, así como la cantidad de biomasa y carbono almacenados en la vegetación.

El 1, GEDI de 160 libras también se encuentra en un cardán, y por lo tanto, se apunta activamente a pistas terrestres específicas en la Tierra a continuación. Para darle una vista aún más amplia de la superficie, GEDI utiliza una óptica sofisticada que divide los tres rayos láser en ocho pistas terrestres; dos de los láseres generan dos pistas terrestres cada uno, y el tercero genera cuatro. Juntos, estas tecnologías permiten a GEDI muestrear toda la tierra entre 51,6 grados de latitud norte y 51,6 grados de latitud sur que cubren bosques templados y tropicales.

"Sin el sistema de puntero, Habría tardado tres veces más en completar la cobertura que necesitamos, "Explicó Blair.

LVIS:El pionero esencial

Blair enfatiza que GEDI no hubiera sido posible sin su predecesor, un instrumento basado en aviones llamado Land, Sensor de Vegetación y Hielo, o LVIS, que Blair comenzó a volar a fines de la década de 1990, pocos años después de que concibiera el concepto de instrumento. Desde entonces, LVIS se ha convertido en una especie de pilar para mediciones más localizadas. Además de cartografiar los bosques, LVIS ha medido las capas de hielo.

LVIS no solo proporcionó datos nunca antes obtenidos sobre las copas de los bosques, creó una comunidad de usuarios de datos familiarizados con la técnica de medición y su utilidad, una comunidad que hará uso de las mediciones más globales de GEDI en los próximos meses, Dijo Blair. "Sin esta comunidad de usuarios ya establecida, hubiera sido más difícil conseguir financiación para la misión, " él dijo.

"Fuimos pioneros en esta misión en Goddard, "Blair agregó." No podríamos haber logrado esto sin el apoyo de Goddard y la División de Ciencias de la Tierra de la sede de la NASA a lo largo de los años. Este es un instrumento de cosecha propia basado en una técnica de medición de cosecha propia ".