Des scientifiques ont récemment effectué des vols d'essai avec des prototypes de capteurs satellites potentiels, dont deux du Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie—sur l'ouest des États-Unis, approfondir les questions scientifiques fondamentales sur les aérosols, des nuages, la qualité de l'air et les écosystèmes océaniques mondiaux.

La campagne de vols, appelé Caractérisation des Aérosols à partir du Polarimètre et du Lidar (ACEPOL), a cherché à tester les capacités de plusieurs instruments proposés pour l'étude de pré-formulation Aerosol-Cloud-Ecosystem (ACE).

Les aérosols sont de petites particules solides ou liquides en suspension dans l'atmosphère terrestre, comme une fine poussière, fumée, pollen ou suie. Ces particules diffusent et absorbent la lumière du soleil et sont essentielles à la formation de nuages ​​et de précipitations. Les scientifiques peuvent analyser cette lumière diffusée à l'aide d'instruments tels que des polarimètres, qui mesurent la couleur et la polarisation de la lumière diffusée, et lidars, qui utilisent des lasers pour sonder l'atmosphère. Ensemble, ces ensembles de données fournissent des informations clés sur les propriétés des aérosols, y compris la taille, forme et composition chimique :informations qui permettent de mieux comprendre et évaluer leurs effets sur les conditions météorologiques, le climat et la qualité de l'air.

Avant d'être lancé dans l'espace, Les versions aéroportées des capteurs satellites effectuent généralement un essai sur l'avion à haute altitude ER-2 de la NASA. La plateforme, basé au centre de recherche en vol Armstrong de la NASA à Palmdale, Californie, vole à des altitudes allant jusqu'à 70, 000 pieds (21, 336 mètres), et fournit un point de vue et des conditions similaires à l'espace. En faisant voler ces instruments à bord d'un avion avant les frais de lancement dans l'espace, les scientifiques et les ingénieurs peuvent apporter des ajustements au matériel et aux algorithmes de récupération de données.

L'ER-2 permet également aux scientifiques d'observer des événements d'intérêt spécifiques, comme les feux de forêt ou les éruptions volcaniques, pour obtenir une collection plus complète de différents types d'aérosols dans différentes conditions. La phase de test de l'avion dans le développement des capteurs est utile pour s'assurer que les instruments collectent des données à la fois précises et utiles avant que la version finale des capteurs ne fasse son voyage dans l'espace.

En plus de tester les capacités de nouveaux capteurs, Les vols ACEPOL ont également fourni des données d'étalonnage et d'évaluation pour les satellites lidar Cloud-Aerosol Lidar et Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) de la NASA en organisant des passages inférieurs de satellites dans le cadre de leurs plans de vol. En plus des comparaisons avec CALIPSO, ACEPOL contribue également au développement des futures missions satellitaires, dont EarthCare de l'Agence spatiale européenne, l'Organisation européenne pour l'exploitation de satellites météorologiques de satellite opérationnel météorologique de deuxième génération (METOP-SG), et l'imageur multi-angle de la NASA pour les aérosols (MAIA) et le plancton, Aérosol, Nuage, programmes sur les écosystèmes océaniques (PACE). MAIA est en cours de construction et est géré par JPL.

L'équipe a effectué neuf vols qui se sont terminés à la mi-novembre, observer des cibles telles que la vallée centrale de la Californie et l'océan Pacifique, et aussi loin à l'est que l'Arizona, où l'équipe a observé de la fumée provenant d'incendies de forêt contrôlés près de Flagstaff.

La charge utile de l'ER-2 comprenait quatre polarimètres aéroportés :Airborne Hyper-Angular Rainbow Polarimeter (AirHARP), Imageur spectropolarimétrique multi-angle aéroporté de JPL (AirMSPI), Spectropolarimètre aéroporté pour l'exploration planétaire (AirSPEX) et le polarimètre à balayage de recherche (RSP)—et deux instruments lidar—Cloud Physics Lidar (CPL) et High Spectral Resolution Lidar-2 (HSRL-2). Chacun des polarimètres utilisait des techniques et des angles différents pour mesurer et enregistrer les données. Les instruments différaient également les uns des autres par leur taille et leur puissance. Du point de vue de l'ingénierie, le but ultime de la mission ACEPOL était de mieux comprendre comment ces différences globales se traduisent dans la collecte de données.

La combinaison des instruments polarimètre et lidar, ainsi que des données au sol provenant de stations fixes de mesure de la qualité de l'air, fournir aux scientifiques une image plus complète de la distribution tridimensionnelle des aérosols dans l'atmosphère terrestre. L'utilisation d'une variété d'approches différentes pour la collecte de données permet également aux scientifiques de faire la différence entre divers types d'aérosols (p. fumée, poussière, pollution) et les nuages ​​(cirrus, stratus, etc.).