Wetenschappers hebben onlangs testvluchten voltooid met prototypes van potentiële satellietsensoren, waaronder twee van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië — over het westen van de Verenigde Staten, indringende fundamentele wetenschappelijke vragen over aerosolen, wolken, luchtkwaliteit en mondiale oceaanecosystemen.

De vluchtcampagne, genaamd Aerosol Karakterisering van Polarimeter en Lidar (ACEPOL), getracht de mogelijkheden van verschillende voorgestelde instrumenten te testen voor de pre-formuleringsstudie Aerosol-Cloud-Ecosystem (ACE).

Aerosolen zijn kleine vaste of vloeibare deeltjes die in de atmosfeer van de aarde zweven, als fijn stof, rook, pollen of roet. Deze deeltjes verstrooien en absorberen zonlicht en zijn van cruciaal belang voor de vorming van wolken en neerslag. Wetenschappers kunnen dit verstrooide licht analyseren met instrumenten zoals polarimeters, die de kleur en polarisatie van het verstrooide licht meten, en lidars, die lasers gebruiken om de atmosfeer te sonderen. Samen bieden deze datasets belangrijke informatie over aerosoleigenschappen, inclusief maat, vorm en chemische samenstelling - informatie die een beter begrip en beoordeling geeft van hun effecten op het weer, klimaat en luchtkwaliteit.

Voorafgaand aan de lancering in de ruimte, Luchtversies van satellietsensoren maken meestal een testrit op NASA's ER-2-vliegtuigen op grote hoogte. Het platform, gebaseerd op NASA's Armstrong Flight Research Center in Palmdale, Californië, vliegt op hoogtes tot 70, 000 voet (21, 336 meter), en biedt een uitkijkpunt en omstandigheden vergelijkbaar met de ruimte. Door deze instrumenten in een vliegtuig te laten vliegen voordat ze in de ruimte worden gelanceerd, wetenschappers en ingenieurs kunnen aanpassingen maken aan de hardware en algoritmen voor het ophalen van gegevens.

De ER-2 stelt wetenschappers ook in staat om specifieke interessante gebeurtenissen te observeren, zoals bosbranden of vulkaanuitbarstingen, om een ​​uitgebreidere verzameling van verschillende soorten aerosolen in verschillende omstandigheden te verkrijgen. De vliegtuigtestfase in de sensorontwikkeling is nuttig om ervoor te zorgen dat instrumenten zowel nauwkeurige als bruikbare gegevens verzamelen voordat de definitieve versie van de sensoren zijn reis naar de ruimte maakt.

Naast de testmogelijkheden van nieuwe sensoren, ACEPOL-vluchten leverden ook kalibratie- en evaluatiegegevens voor NASA's Cloud-Aerosol Lidar en Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO) satellietlidar door satellietonderdoorgangen te organiseren als onderdeel van hun vluchtplannen. Naast vergelijkingen met CALIPSO, ACEPOL draagt ​​ook bij aan de ontwikkeling van toekomstige satellietmissies, waaronder EarthCare van het Europees Ruimteagentschap, de Meteorologische Operationele Satelliet van de Europese Organisatie voor de exploitatie van meteorologische satellieten - tweede generatie (METOP-SG), en NASA's Multi-Angle Imager voor Aerosols (MAIA) en Plankton, Aërosol, Wolk, oceaan Ecosysteem (PACE) programma's. MAIA wordt gebouwd en wordt beheerd door JPL.

Het team voltooide negen vluchten die half november eindigden, het observeren van doelen zoals California's Central Valley en de Stille Oceaan, en zo ver naar het oosten als Arizona, waar het team rook zag van gecontroleerde bosbranden in de buurt van Flagstaff.

De lading van de ER-2 omvatte vier polarimeters in de lucht:Airborne Hyper-Angular Rainbow Polarimeter (AirHARP), JPL's Airborne Multi-angle SpectroPolarimetric Imager (AirMSPI), Airborne Spectropolarimeter for Planetary Exploration (AirSPEX) en Research Scanning Polarimeter (RSP) - en twee lidar-instrumenten - Cloud Physics Lidar (CPL) en High Spectral Resolution Lidar-2 (HSRL-2). Elk van de polarimeters gebruikte verschillende technieken en hoeken om gegevens te meten en vast te leggen. De instrumenten verschilden ook van elkaar in grootte en kracht. Vanuit een technisch perspectief, het uiteindelijke doel van de ACEPOL-missie was om beter te begrijpen hoe die algemene verschillen zich vertalen in gegevensverzameling.

De combinatie van de polarimeter en lidar instrumenten, samen met gegevens op de grond van stationaire meetstations voor luchtkwaliteit, wetenschappers een completer beeld geven van de driedimensionale verdeling van aerosolen in de atmosfeer van de aarde. Door een verscheidenheid aan verschillende benaderingen te gebruiken voor het verzamelen van gegevens, kunnen wetenschappers ook onderscheid maken tussen verschillende soorten aerosolen (bijv. rook, stof, vervuiling) en wolken (cirrus, stratus, enzovoort.).