Prototype rumsensorer tager en prøvetur på NASA ER-2

Forskere gennemførte for nylig testflyvninger med prototyper af potentielle satellitsensorer - inklusive to fra NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien – over det vestlige USA, undersøge grundlæggende videnskabelige spørgsmål om aerosoler, skyer, luftkvalitet og globale havøkosystemer.

Flyvekampagnen, kaldet Aerosol Karakterisering fra Polarimeter og Lidar (ACEPOL), forsøgte at teste kapaciteten af ​​flere foreslåede instrumenter til Aerosol-Cloud-Ecosystem (ACE) præ-formuleringsundersøgelse.

Aerosoler er små faste eller flydende partikler suspenderet i jordens atmosfære, som fint støv, røg, pollen eller sod. Disse partikler spreder og absorberer sollys og er afgørende for dannelsen af ​​skyer og nedbør. Forskere kan analysere dette spredte lys ved hjælp af instrumenter som polarimetre, som måler farven og polariseringen af ​​det spredte lys, og lidarer, som bruger lasere til at sondere atmosfæren. Tilsammen giver disse datasæt nøgleoplysninger om aerosolegenskaber, inklusive størrelse, form og kemisk sammensætning - information, der giver en bedre forståelse og vurdering af deres indvirkning på vejret, klima og luftkvalitet.

Inden den blev sendt ud i rummet, luftbårne versioner af satellitsensorer tager typisk en testtur på NASAs ER-2 højhøjdefly. platformen, baseret på NASAs Armstrong Flight Research Center i Palmdale, Californien, flyver i højder på op til 70, 000 fod (21, 336 meter), og giver et udsigtspunkt og forhold svarende til rummet. Ved at flyve disse instrumenter på et fly før bekostning af at sende dem ud i rummet, videnskabsmænd og ingeniører kan foretage justeringer af hardware- og datahentningsalgoritmerne.

ER-2 gør det også muligt for forskere at observere specifikke begivenheder af interesse, som skovbrande eller vulkanudbrud, at få en mere omfattende samling af forskellige typer aerosoler under forskellige forhold. Flytestfasen i sensorudvikling er nyttig til at sikre, at instrumenter indsamler både nøjagtige og nyttige data forud for det tidspunkt, hvor den endelige version af sensorerne rejser ud i rummet.

Ud over at teste mulighederne for nye sensorer, ACEPOL-flyvninger leverede også kalibrerings- og evalueringsdata for NASAs Cloud-Aerosol Lidar og Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) satellitlidar ved at iscenesætte satellitunderføringer som en del af deres flyveplaner. Ud over sammenligninger med CALIPSO, ACEPOL bidrager også til udviklingen af ​​fremtidige satellitmissioner, herunder Den Europæiske Rumorganisations EarthCare, den europæiske organisation for udnyttelse af meteorologiske satellitters meteorologiske operationelle satellit — anden generation (METOP-SG), og NASA's Multi-Angle Imager for Aerosols (MAIA) og Plankton, Aerosol, Sky, ocean Ecosystem (PACE) programmer. MAIA bygges og administreres af JPL.

Holdet gennemførte ni flyvninger, der sluttede i midten af ​​november, observere mål som Californiens Central Valley og Stillehavet, og så langt østpå som Arizona, hvor holdet observerede røg fra kontrollerede skovbrande nær Flagstaff.

ER-2'erens nyttelast inkluderede fire luftbårne polarimetre - Airborne Hyper-Angular Rainbow Polarimeter (AirHARP), JPL's Airborne Multi-angle SpectroPolarimetric Imager (AirMSPI), Luftbårent spektropolarimeter til planetarisk udforskning (AirSPEX) og forskningsscanningspolarimeter (RSP) - og to lidarinstrumenter - Cloud Physics Lidar (CPL) og High Spectral Resolution Lidar-2 (HSRL-2). Hvert af polarimetrene brugte forskellige teknikker og vinkler til at måle og registrere data. Instrumenterne adskilte sig også fra hinanden i størrelse og kraft. Fra et ingeniørmæssigt perspektiv, det ultimative mål med ACEPOL-missionen var at bedre forstå, hvordan disse overordnede forskelle omsættes til dataindsamling.

Kombinationen af ​​polarimeter og lidar instrumenter, sammen med jordbaserede data fra stationære luftkvalitetsmålestationer, give forskerne et mere fuldstændigt billede af den tredimensionelle fordeling af aerosoler i Jordens atmosfære. Brug af en række forskellige tilgange til dataindsamling gør det også muligt for forskere at skelne mellem forskellige typer aerosoler (f. røg, støv, forurening) og skyer (cirrus, stratus, etc.).