NASA разработала лидар CASALS, который должен закрыть пробелы между отдельными линиями лазерных измерений поверхности Земли. Вместо разрозненных профилей прибор формирует непрерывную трехмерную полосу рельефа, растительности и верхушек деревьев.
CASALS создали специалисты Центра космических полетов имени Годдарда при поддержке NASA Earth Science Technology Office. Полное название системы расшифровывается как Concurrent Artificially-intelligent Spectrometry Lidar System. Ее ключевая особенность заключается в том, что лазерный луч направляется без тяжелых подвижных зеркал.
Прибор использует перестраиваемый лазер с центральной длиной волны 1040 нанометров. Во время работы он быстро проходит через 256 различных длин волн. Оптическая дифракционная решетка отклоняет каждый импульс на свой угол, поэтому система последовательно покрывает широкую полосу поверхности.
Такой подход одновременно уменьшает массу, энергопотребление и число механических деталей. Это важно для будущей космической версии: отсутствие приводов и зеркал должно повысить надежность прибора и упростить его размещение на платформе.
Еще один элемент CASALS, детекторная матрица, имеет квантовую эффективность 80 процентов. Благодаря этому лидар способен принимать более слабые отраженные сигналы, в том числе от темных поверхностей и участков с плотной растительностью.
В ноябре 2024 года воздушный прототип установили на самолет NASA B200 King Air. На высоте около пяти километров он получил научные данные уже во время первой кампании. Горизонтальное разрешение достигало 22 сантиметров, что позволяло различать отдельные ветви деревьев и небольшие перепады высоты рельефа.
Следующий полет запланирован на лето 2027 года в рамках кампании ASCENT. До создания космического прототипа команда хочет расширить ширину полосы обзора и добавить программную обработку данных прямо на борту.
Если разработка пройдет этот этап, CASALS может стать первым космическим лидаром, который будет строить непрерывные трехмерные карты лесов и рельефа, а не набор отдельных трасс. Это даст ученым более полную картину изменений поверхности Земли.
