Wereldwijde wind- en temperatuurmetingen in de lagere thermosfeer (100-150 km boven de aarde) zijn de twee belangrijkste variabelen die nodig zijn om ruimteweer en klimaatverandering nauwkeurig te voorspellen. Een innovatieve techniek wordt gezamenlijk ontwikkeld door het Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, GSFC, en JPL om deze metingen uit te voeren met behulp van de atomaire zuurstofemissie bij 2,06 THz (145 m).

Een nieuwe sensor, genaamd de TeraHertz Limb Sounder (TLS), zal deze kritische metingen uitvoeren onder een breed scala aan observatieomstandigheden (bijv. dag en nacht, met en zonder aurora aanwezig) vanuit een lage baan om de aarde. Niet alleen zullen TLS-metingen wetenschappers in staat stellen om de interacties van neutrale atmosfeer met de ionosfeer en magnetosfeer erboven te bestuderen, ze zullen ons fundamentele begrip van de mechanismen en effecten in de bovenste atmosfeer van de aarde en andere planetaire en stellaire atmosferen verbeteren. De gegevens zullen onderzoekers ook helpen begrijpen hoe de bovenste atmosfeer wordt beïnvloed door zonnevariabiliteit (d.w.z. straling, gemagnetiseerde zonnewinden, en energetische deeltjes) en verstoringen in de lagere atmosfeer - kritieke geofysische processen die van invloed zijn op tal van ruimteweerverschijnselen die een gevaar vormen voor ruimtevaartuigen, mensen in de ruimte, en technologische infrastructuur op de grond.

Het TLS-instrument wordt mogelijk gemaakt door een zeer gevoelige, op galliumarsenide (GaAs)-diode gebaseerde heterodyne-ontvanger die werkt bij kamertemperatuur. in 2016, het team ontwikkelde de hoogfrequente Schottky-diode die op de vorige pagina wordt getoond, die het binnenkomende signaal van 2,06 THz naar een tussenliggende frequentieband mengt om spectrale emissiekenmerken van atomaire zuurstof in de atmosfeer te meten. Deze geavanceerde mixertechnologie kan worden gebruikt om compacte, low-mass en low-power instrumenten voor NASA's kleine satellietmissies.

TLS-ontwikkeling zal rijpen en optimaliseren voor een geluidsarm, hooggevoelige THz-ontvanger om de wetenschap van de Heliofysica vooruit te helpen in toekomstige ruimteweermissies met lagere kosten en minder risico's. Deze ontwikkelingsinspanning is gericht op de integratie van het ontvangersysteem, optimalisatie, en demonstratie van de prestaties van het belangrijkste subsysteem. Dit THz-ontvangersysteem is ontworpen om te werken bij omgevingstemperatuur in de ruimte met behulp van passieve stralers, waardoor de noodzaak voor een speciale, resource-veeleisende cryokoeler wordt weggenomen.

in 2016, het team voltooide de ontwikkeling van het TLS-ontvangerconcept en ontwierp en fabriceerde met succes de Schottky-diodemixer. Lopend onderzoek is gericht op het bouwen van een modelprototype-instrument en het doen van metingen van de ontvangergevoeligheid om de prestaties van de ontvanger te verifiëren.