Het aantal instrumenten op het internationale ruimtestation dat zich toelegt op het observeren van de aarde om ons begrip van onze thuisplaneet te vergroten, blijft groeien.

Twee nieuwe instrumenten zijn gepland om hun weg te vinden naar het station op 18 februari op de SpaceX Dragon-capsule.

Het Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE) III-instrument zal de toestand van de ozonlaag bewaken, die een gebied in de stratosfeer 10 tot 30 mijl boven de aarde beslaat en de planeet beschermt tegen de schadelijke ultraviolette straling van de zon. Zijn voorgangers, SAGE I en SAGE II, die op satellieten waren gemonteerd, hielp wetenschappers de oorzaken en gevolgen van het ozongat in Antarctica te begrijpen. Het Montreal Protocol van 1987 leidde tot een uiteindelijk verbod op ozonafbrekende gassen en tot het herstel van de ozonlaag; SAGE III, ontworpen om niet minder dan drie jaar te werken, zullen wetenschappers in staat stellen het herstel ervan te blijven volgen.

De Lightning Imaging Sensor (LIS), voor het eerst gelanceerd als een instrument op de Tropical Rainfall Measurement Mission in 1997, registreert de tijd, energie-output en locatie van bliksemgebeurtenissen over de hele wereld, dag en nacht. Vanaf zijn plek op het ISS, het nieuwe LIS zal de dekking van bliksemgebeurtenissen boven de oceanen en ook op het noordelijk halfrond tijdens de zomermaanden verbeteren. Omdat bliksem zowel een factor als een graadmeter is voor een aantal atmosferische processen, NASA en andere instanties zullen de nieuwe LIS-bliksemgegevens voor veel toepassingen gebruiken, van weersvoorspellingen tot klimaatmodellering en luchtkwaliteitsstudies.

Terwijl SAGE III en LIS de nieuwste aardwetenschappelijke instrumenten zijn die gepland zijn voor gebruik aan boord van het ISS, zij of niet de eerste of de laatste.

Twee jaar lang, vanaf september 2014, de snelle spreidingsmeter, of RapidScat, verzamelde bijna realtime gegevens over de windsnelheid en -richting van de oceaan. Het instrument is ontworpen als een goedkope vervanging voor de Quick Scatterometer, of QuikScat-satelliet, die in 2009 een leeftijdsgebonden storing ondervond. Naast het beantwoorden van vragen zoals hoe veranderende winden de temperatuur van het zeeoppervlak tijdens een El Niño-seizoen beïnvloeden, de National Oceanic and Atmospheric Administration en de Amerikaanse marine vertrouwden op RapidScat-gegevens voor een betere tracking van het zeeweer, wat leidt tot een meer optimale scheepvaartroutering en het vermijden van gevaren.

Het Cloud Aerosol Transport System (CATS) werd in januari 2015 aan de buitenkant van het ruimtestation gemonteerd en bevindt zich midden in een driejarige missie om aerosolen te meten, zoals stofpluimen, bosbranden en vulkanische as, rond de wereld. Gebouwd om een ​​goedkope, gestroomlijnde benadering van de wetenschappelijke payloads van het ISS, het laserinstrument levert gegevens voor luchtkwaliteitsstudies, klimaatmodellen en mogelijkheden voor gevaarwaarschuwing.

In de komende jaren, NASA is van plan om nog een aantal instrumenten naar het ruimtestation te sturen die op de aarde zijn gericht.

Totale en spectrale zonnestralingssensor (TSIS-1) meet de totale zonnestraling en spectrale zonnestraling, of de totale zonnestraling aan de bovenkant van de atmosfeer van de aarde en de spectrale verdeling van die zonnestraling, respectievelijk. De gegevens zijn van cruciaal belang voor klimaatmodellering en atmosferische studies. TSIS-1 zal het werk van NASA's Solar Radiation and Climate Experiment-satelliet voortzetten, die deze metingen sinds 2003 uitvoert.

NASA's Earth System Science Pathfinder-programma ondersteunt de volgende instrumenten die momenteel in ontwikkeling zijn. Het programma wordt beheerd door NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia.

Het Orbiting Carbon Observatory-3 (OCO-3) instrument zal de verspreiding van kooldioxide over de hele wereld volgen. Geassembleerd met reserveonderdelen van de Orbiting Carbon Observatory-2-satelliet, OCO-3 zal inzicht verschaffen in de rol van het broeikasgas als het gaat om groeiende stedelijke gebieden en veranderingen in de verbranding van fossiele brandstoffen. Het instrument zal ook de "glow" van groeiende planten meten (door zonne-energie geïnduceerde fluorescentie).

In tropische en gematigde bossen duikt het Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) op. Het lidar-instrument zal de eerste observaties met hoge resolutie van de verticale structuur van bossen bieden in een poging om te achterhalen hoeveel koolstof in deze ecosystemen is opgeslagen en ook welke effecten ontbossing en herbebossing hebben op de diversiteit van habitats, de wereldwijde koolstofcyclus en klimaatverandering.

Het ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS) zal zich ook richten op vegetatie door middel van hoogfrequente, hoge resolutie metingen van planttemperatuur en plantwatergebruik. Een van de talrijke toepassingen van de gegevens is het aangeven van regio's met hitte- en waterstress bij planten en ook het verbeteren van droogtevoorspellingen ten behoeve van boeren en waterbeheerders. Onderzoekers zullen ECOSTRESS ook gebruiken in combinatie met andere gegevens om de efficiëntie van het watergebruik bij planten te berekenen en droogteresistente soorten en variëteiten te identificeren.

Aan de horizon bevindt zich ook de Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory (CLARREO) Pathfinder, bestaande uit twee instrumenten voor het meten van de zonnestraling:een gereflecteerde zonnespectrometer en een infraroodspectrometer. CLARREO zal zeer nauwkeurige klimaatregistraties verzamelen om klimaatprojecties te testen en modellen te verbeteren.