Skip to main content

High Brightness Semiconductor Laser Sources for Space Applications in Earth Observation

Article Category

Article available in the folowing languages:

Precyzyjne satelitarne pomiary gazów cieplarnianych

Brak odpowiednich źródeł laserowych był do niedawna jednym z największych problemów dotyczących misji kosmicznych mających na celu pomiar źródeł i miejsc magazynowania gazów cieplarnianych. Nowa generacja całkowicie półprzewodnikowych źródeł laserowych powinna jednak umożliwić budowę instrumentów optycznych o wymaganej dokładności pomiarowej.

Żywność i zasoby naturalne
Przemysł kosmiczny
Zdrowie

Dotychczasowe instrumenty optyczne służące do pomiaru gazów w atmosferze bazowały na dużych laserach ciała stałego. Projekt BRITESPACE (High brightness semiconductor laser sources for space applications in Earth observation), finansowany ze środków UE, powołano do życia w celu potwierdzenia możliwości wykorzystania laserów całkowicie półprzewodnikowych jako kosmicznych nadajników laserowych. Naukowcy zbudowali takie lasery półprzewodnikowe emitujące światło na dwóch różnych długościach fali z zakresu 1500–1600 nm, przeznaczone do pomiarów w technologii LIDAR. Małe rozmiary w połączeniu z niezawodnością sprawiają, że te bardzo jasne lasery półprzewodnikowe mają istotną przewagę nad innymi źródłami lasera. Systemy BRITESPACE składają się z komercyjnie dostępnego lasera i elementów optoelektrycznych do wykrywania sygnału, w tym sfery, detektora zliczającego fotony, filtra i lasera prowadzącego służącego do ustalania pozycji. Mogą one służyć za nadajnik do systemu LIDAR umożliwiającego pomiar stężenia dwutlenku węgla (CO2) w atmosferze. Wykonane analizy parametryczne przewidują dość dużą czułość pomiarów stężenia CO2 zarówno z kosmicznej, jak i naziemnej platformy pomiarowej. Z drugiej jednak strony modelowanie teoretyczne i symulacje dynamiczne wykazały, że proponowany system LIDAR będzie narażony na szum świetlny z otoczenia oraz współczynnika ciemności detektora. Projekt BRITESPACE przyczynił się do poszerzenia wiedzy na temat laserów półprzewodnikowych oraz rozwiązania szeregu problemów dotyczących detekcji CO2 w przyszłych misjach kosmicznych poświęconych obserwacji Ziemi. Zaawansowana technologia LIDAR umożliwiająca niezawodne monitorowanie poziomu najważniejszych gazów cieplarnianych w atmosferze powinna też przydać się w walce z globalnym ociepleniem.

Słowa kluczowe

Gazy cieplarniane, źródła laserowe, BRITESPACE, LIDAR, dwutlenek węgla

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania