NASA testet Lidar, das Lücken in 3D-Karten der Erde schließen soll

Das CASALS-Instrument der NASA hat bei einem Flugtest Messungen in wissenschaftlicher Qualität geliefert und damit gezeigt, wie es Lücken in bestehenden Laserkarten der Erdoberfläche schließen könnte. Die Technologie wird noch für einen möglichen Einsatz im Weltraum vorbereitet; vor dem Bau eines weltraumtauglichen Prototyps sind mehrere Verbesserungen geplant. [1]

Die meisten weltraumgestützten Lidar-Instrumente vermessen den Boden in schmalen Streifen und lassen dadurch große Flächen dazwischen unbeobachtet. CASALS, entwickelt von Forschenden des Goddard Space Flight Center der NASA mit Unterstützung des Earth Science Technology Office der Behörde, soll stattdessen einen durchgehenden Streifen abtasten.

Anstatt bewegliche Spiegel zur Steuerung des Lasers einzusetzen, sendet CASALS Impulse mit 256 verschiedenen Wellenlängen durch ein optisches Gitter. Da jede Wellenlänge in einem leicht unterschiedlichen Winkel gebrochen wird, werden die Impulse auf getrennte Positionen entlang der Flugbahn gelenkt. Nach Angaben der NASA vermeidet das Design sperrige bewegliche Teile und könnte Größe, Gewicht und Strombedarf des Instruments verringern.

Ein flugfähiger Prototyp flog im November 2024 an Bord einer NASA B200 King Air. In einer Höhe von etwa fünf Kilometern erreichte er nach Angaben der NASA eine horizontale Auflösung von 22 Zentimetern und lieferte bei seiner ersten Messkampagne Daten, die die Behörde als wissenschaftlich hochwertig bezeichnet. Für den Detektor des Instruments wird eine Quanteneffizienz von 80 % angegeben – ein Maß dafür, wie wirksam er zurückkehrendes Licht in ein elektrisches Signal umwandelt.

Das Team plant einen weiteren Flug im Rahmen der ASCENT-Kampagne, die für den Sommer 2027 angesetzt ist. Bevor CASALS für den Einsatz im Weltraum angepasst werden könnte, will das Team nach Angaben der NASA den Abtaststreifen verbreitern und eine Software zur Datenverarbeitung an Bord hinzufügen. Die Behörde sagt, das System könnte im Erfolgsfall Wälder und Gelände in durchgehenden dreidimensionalen Streifen statt in einzelnen Profilen kartieren. [1]