Todos los sistemas se lanzarán en noviembre de la misión de Investigación de Dinámica de Ecosistemas Globales (GEDI) de la NASA, que utilizará rango láser de alta resolución para estudiar los bosques y la topografía de la Tierra desde la Estación Espacial Internacional (ISS).

La misión científica busca responder preguntas sobre cuánto ha contribuido la deforestación a las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico y cuánto carbono absorberían los bosques en el futuro. Está dirigido por un grupo de investigación de la Universidad de Maryland, que está trabajando en colaboración con un equipo de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio que está diseñando el láser para GEDI.

Durante la conferencia Frontiers in Optics + Laser Science APS / DLS de The Optical Society que se celebrará del 16 al 20 de septiembre, 2018, en Washington, CORRIENTE CONTINUA., El ingeniero láser del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA Paul Stysley y sus colegas Barry Coyle, Erich Frese y Furqan Chiragh presentarán su trabajo diseñando y construyendo los sistemas láser para la misión GEDI. Describirán las extensas pruebas que se requirió que los sistemas pasaran tanto para el transporte como para su posterior operación en órbita terrestre baja.

La presentación será parte de la sesión "Fabricación y prueba de dispositivos novedosos", a realizarse a las 10:30 a.m. del lunes, 17 de septiembre en el salón de baile Jefferson West del hotel Washington Hilton.

"Queríamos diseñar un láser que pudiera permitir la detección remota basada en LIDAR para misiones de exploración planetaria y ciencias de la Tierra, "dijo Stysley.

El equipo diseñó un sistema láser que "es comparativamente simple, tiene un margen adecuado en las especificaciones de rendimiento, y se entiende bien, ", agregó." Esto, Sucesivamente, le permite ser eficiente y adaptable a diferentes misiones, además de robusto en un entorno de vuelo espacial ".

Usando tecnología de detección y rango de luz (LIDAR), los investigadores disparan pulsos de energía láser a la superficie de la Tierra y registran con precisión su tiempo de retorno. Estos datos producen una imagen 3-D en forma de observación vertical o una forma de onda completa que muestra el dosel del bosque del mundo y la topografía del suelo debajo de él.

Esto es posible porque los pulsos de luz láser transmitidos se reflejan en el suelo, árboles, vegetación o nubes, y luego recogido por el receptor de GEDI. Los fotones que regresan se dirigen hacia los detectores, que convierten el brillo de la luz en un voltaje electrónico que se registra en función del tiempo en intervalos de 1 nanosegundo. El tiempo se puede convertir a rango (distancia) multiplicándolo por la velocidad de la luz, y luego la forma de onda completa se puede calcular mediante el voltaje registrado en función del rango.

El sistema láser permite recopilar datos de forma de onda completa, que proporcionará las mediciones de la elevación del suelo y la altura del dosel de la vegetación a nivel global. "El dosel y los productos de datos de forma de onda 3-D se basan en los que ya han sido proporcionados por Land de la NASA, Vegetación, y la instalación del sensor de hielo en misiones LIDAR aerotransportadas, ", Dijo Stysley." Los láseres GEDI fueron diseñados internamente, fabricado ensamblado y probado por la rama de láser y electroóptica de NASA-Goddard ".

"Nuestro diseño es fácilmente adaptable para misiones LIDAR de vegetación de seguimiento o para misiones planetarias que necesitan un altímetro láser eficiente, "Dijo Stysley.

Al diseñar el sistema láser, Stysley dijo que el grupo de la NASA tenía que asegurarse de poder sobrevivir al calor extremo y las vibraciones de ser lanzado al espacio en un cohete. así como soportar el duro ambiente del espacio una vez instalado en la Instalación Expuesta del Módulo Experimental Japonés fuera de la ISS.

El grupo sometió los láseres a pruebas de vacío térmico para la simulación de vuelos en el espacio cercano a fin de garantizar que los láseres puedan funcionar y sobrevivir en el espacio. así como pruebas de calificación vibratoria del ensamblaje final de los láseres.

Stysley y sus colegas se sorprendieron un poco de lo mucho que se puede aprender sobre un láser mientras se somete a pruebas ambientales de vuelo espacial.

"No importa lo bien que conozca un diseño láser, Es importante probarlo de manera adecuada según los requisitos ambientales que le impone una misión y tener suficiente margen de rendimiento en su diseño para poder compensar cualquier 'sorpresa' menor que surja durante la prueba. ", dijo Stysley." Los cambios sutiles en cosas como el perfil de temperatura pueden exponer cosas nuevas sobre cómo se comporta su láser en situaciones relativamente inusuales y, a menudo, recursos:dinero, tiempo, y asistencia técnica, será necesaria para cumplir con los requisitos ".

La misión GEDI, programado para lanzarse en noviembre, operará en ISS por hasta dos años.