NASA test lidar die hiaten in 3D-kaarten van de aarde moet opvullen

NASA’s CASALS-instrument heeft tijdens een luchttest metingen van wetenschappelijke kwaliteit opgeleverd. Daarmee is aangetoond hoe het hiaten in bestaande laserm kaarten van het aardoppervlak zou kunnen opvullen. De technologie wordt nog voorbereid voor mogelijk gebruik in de ruimte; voordat een prototype voor de ruimtevaart wordt gebouwd, zijn verschillende verbeteringen gepland. [1]

De meeste lidar-instrumenten in de ruimte meten het aardoppervlak in smalle banen, waardoor grote gebieden ertussen niet worden waargenomen. CASALS, ontwikkeld door onderzoekers van NASA’s Goddard Space Flight Center met steun van het Earth Science Technology Office van het agentschap, is ontworpen om in plaats daarvan een doorlopende strook te scannen.

CASALS stuurt laserpulsen met 256 verschillende golflengten door een optisch rooster, in plaats van beweegbare spiegels te gebruiken om de laser te richten. Omdat elke golflengte onder een iets andere hoek wordt afgebogen, worden de pulsen naar afzonderlijke posities over de vliegroute gestuurd. Volgens NASA vermijdt het ontwerp grote bewegende onderdelen en kan het de omvang, het gewicht en het energieverbruik van het instrument verminderen.

Een prototype voor gebruik in de lucht vloog in november 2024 mee aan boord van een NASA B200 King Air. Op een hoogte van ongeveer vijf kilometer behaalde het volgens NASA een horizontale resolutie van 22 centimeter en produceerde het tijdens de eerste campagne gegevens die het agentschap omschrijft als van wetenschappelijke kwaliteit. De detector van het instrument heeft volgens opgave een kwantumefficiëntie van 80%: een maat voor hoe effectief het terugkerende licht omzet in een elektrisch signaal.

Het team plant een nieuwe vlucht tijdens de ASCENT-campagne, die gepland staat voor de zomer van 2027. Voordat CASALS kan worden aangepast voor gebruik in de ruimte, wil het team volgens NASA de scanbreedte vergroten en software voor gegevensverwerking aan boord toevoegen. Het agentschap zegt dat het systeem, als het succesvol is, bossen en terrein in kaart kan brengen in doorlopende driedimensionale stroken in plaats van in afzonderlijke profielen. [1]