Инновационный инструмент GEDI теперь собирает данные о лесах

Прочитано: 430 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Специалист по приборам НАСА Брайан Блэр только что закончил писать программное обеспечение для полета для лазерного высотомера Mars Orbiter, или MOLA, когда его пригласили в 1991 году полетать на лидарном приборе на борту исследовательского самолета P-3 для испытания новых методов лидара над ледяными листами. в гренландии. По дороге он собрал замеры лесных массивов в штате Нью-Йорк. То, что он обнаружил в данных, ошеломило его, что привело к 27-летнему стремлению построить космический лидар для измерения лесов.

Этот инструмент — Глобальное исследование динамики экосистем или GEDI — теперь собирает данные в виде полезной нагрузки, прикрепленной к Японскому экспериментальному модулю, крупнейшему научному объекту на Международной космической станции. Ожидается, что данные будут собираться не менее двух лет.

«Мы стреляли лазерами по лесам, и то, что мы видели, было сумасшедшим, сложные результаты в ответных сигналах, возможно, указывающих на структуру лесов ниже», — вспоминает Блэр, заместитель главного исследователя GEDI в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. ,

Полет и открытие самолета заставили его задуматься: может ли обнаружение и определение дальности света или лидар — метод, который ученые использовали для картирования бесплодной марсианской топографии с MOLA — быть одинаково эффективными при картировании лесов? Используя фонды исследований и разработок, которые он собрал воедино из различных программ исследований и разработок НАСА, он выдвинул инновационную идею в первую в истории миссию, посвященную предоставлению трехмерных представлений о лесах и деталей о роли лесов в углеродном цикле.


«Почти три десятилетия развития GEDI являются свидетельством ценности исследований и разработок, которые часто превращают« сумасшедшие идеи »в инструменты. Это также подчеркивает важность создания идеи, создания прототипа, тестирования инструмента и, как в Дело GEDI, сначала создание авиационного прибора для окончательной доработки измерительной техники и необходимых технологий », — сказал главный технолог Годдарда Питер Хьюз. «GEDI — плакат для того, что может случиться, когда НАСА инвестирует в хорошие идеи».

Инновационные технологии позволяют GEDI

Во главе с профессором Университета Мэриленда Ральфом Дубая, GEDI, объявившим себя джедаем, как и в известности «Звездных войн», работает несколько инновационных технологий. Центральным в возможностях GEDI является его три специализированных лазера, которые направляют лазерные лучи на Землю, где они проникают в леса и рикошетят от всего, с чем они сталкиваются, которые могут быть листьями на плотном навесе, выступающими ветвями и, в конце концов, почвой, из которой выходит лес. , Затем его бортовой телескоп принимает отраженные сигналы, отмечая время, необходимое для возвращения.

Однако GEDI, которую программа NASA Earth Venture выбрала для разработки четыре года назад, делает больше. В отличие от многих других лидарных инструментов, управляемых в космосе, GEDI использует так называемую технику измерения на основе формы волны, которая анализирует форму возвращенного светового сигнала, а не только время, которое потребовалось для возвращения. Форма волны показывает распределение поверхностей над местностью, что делает ее особенно полезной для измерения плотности и структуры деревьев и растительности, и даже структуры листьев и ветвей в пологе леса.

Следовательно, это позволяет ученым получать трехмерную структуру растительности из космоса. Эта информация полезна для картирования среды обитания диких животных, биоразнообразия, а также количества биомассы и углерода, хранящихся в растительности.

1160-фунтовый GEDI также сидит на карданном подвесе, и, следовательно, активно направлен на определенные наземные трассы на Земле внизу. Чтобы дать ему еще более широкий обзор поверхности, GEDI использует сложную оптику, которая разделяет три лазерных луча на восемь дорожек заземления — два лазера генерируют две дорожки заземления каждая, а третий генерирует четыре. Вместе эти технологии позволяют GEDI отбирать образцы всей земли между 51,6 градусами северной широты и 51,6 градусами южной широты, покрывая умеренные и тропические леса.

«Без системы наведения потребовалось бы в три раза больше времени, чтобы завершить необходимое нам покрытие», — пояснил Блэр.

Блэр подчеркивает, что GEDI не был бы возможен без его предшественника, летательного аппарата под названием Land, Vegetation and Ice Sensor или LVIS, который Блэр начал летать в конце 1990-х годов, всего через несколько лет после того, как он задумал концепцию прибора. С тех пор LVIS стал чем-то вроде опоры для более локализованных измерений. В дополнение к картированию лесов, LVIS измерил ледниковые щиты.

По словам Блэра, LVIS не только предоставила ранее не полученные данные о лесных навесах, но и создала сообщество пользователей данных, знакомых с техникой измерения и ее полезностью — сообщество, которое будет использовать более глобальные измерения GEDI в ближайшие месяцы, сказал Блэр. «Без этого уже созданного сообщества пользователей было бы сложнее получить финансирование миссии», — сказал он.

«Мы первыми начали эту миссию в Годдарде», — добавил Блэр. «Мы не смогли бы добиться этого без поддержки со стороны Годдарда и Отделения наук о Земле штаб-квартиры НАСА в течение многих лет. Это доморощенный прибор, основанный на собственной методике измерений».

Инновационный инструмент GEDI теперь собирает данные о лесах



Новости партнеров

Загрузка...