L’ingénieur Goddard, Murzy Jhabvala, détient le cœur de sa technologie de caméra d’imagerie thermique compacte : un capturer infrared haute résolution et à large plage spectrale adapté aux petits satellites et aux missions vers d’autres objets du système solaire. Credit: NASA
Des capteurs infrarouges innovants développés par OUR augmenter la resolution de l’imagerie de la Terre et de l’espace, ce qui promet des progrès dans la surveillance de l’environnement et la science planetaire.
Une caméra infrarouge nouvellement développee, dottee d’une high resolution et équipée d’une gamme de filtres légers, a le potential d’analyser la lumière solaire réfléchie par la haute atmosphere et la surface de la Terre, d’ameliorion les alerts d’ incendie de forêt et de découvrir la composition moléculaire d’autres planètes.
These cameras are equipped with sensors à super-réseau à couche constrainte sensitives et haute résolution, développe à l’origine au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, et financiés par le program de recherche et développement interne (IRAD ).
Grâce à leur conception compacte, leur faible poids et leur polyvalence, des ingénieurs tels que Tilak Hewagama peuvent les personnalizer pour diverses applications scientifiques.
Capacités améliorées des capteurs
“La fixation de filtres directement sur le détecteur elimine la masse substantialelle des systèmes traditionalles de lentilles et de filtres”, declared Hewagama. « Cela permet d’obtenir un instrument de faible masse dotte d’un plan focal compact qui peut nowreis être refrodi pour la détection infrarouge à l’aid de refroidisseurs plus petits et plus efficaces. Les petits satellites et missions peuvent beneficiar de leur résolution et precision.»
L’ingénieur Murzy Jhabvala directed le développement initial du sensor au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, ainsi que les efforts actuels d’intégration des filtres.
Jhabvala a également dirigé l’expérience de l’imageur thermique compact sur le Station spatiale internationale qui a demune comment la nouvelle technologie de capturers pouvait survivre dans l’espace tout en s’avérant un succès majeur pour les sciences de la Terre. Plus de 15 million d’images capturées dans deux bandes infrarouges ont valu aux inventeurs Jhabvala et à leurs colleges Goddard de la NASA, Don Jennings et Compton Tucker, le prix de l’invention de l’année 2021 de l’agence.
L’imageur thermique compact a capturé des incendies unusually graves en Australie depuis son perchoir sur la Station spatiale internationale en 2019 et 2020. Grâce à sa haute résolution, il a détecté la forme et l’emplacement des fronts de fire et leur distance par rapport aux zones habitées – des informations d’une importance crucial pour les premiers répondeurs. Credit: NASA
Percées dans l’observation de la Terre et de l’espace
Les données du test ont provided detailed informations sur les incendies de forêt, une meilleure comprehension de la structure verticale des nuages et de l’atmosphère terrestre, et ont capturé un courant ascendant provocé par le vent soulevant les caracteristics terrestres de la Terre , appelé onde de gravité.
Les capturers infrarouges révolutionnaires use des couches de structures moléculaires répétitives pour interactir avec des photons individuels ou des unités de lumière. Les capturers détectent davantage de longueurs d’onde infrarouges à une résolution plus élevé : 260 pieds (80 mètres) par pixel depuis l’orbite, contre 1 000 à 3 000 pieds (375 à 1 000 mètres) possible avec les caméras thermiques actuelles.
Le succès de ces caméras de mesure de la chaleur a attrét des investissements de la part du Earth Science Technology Office (ESTO) de la NASA, du Small Business Innovation and Research et d’autres programs pour personaison davantage leur porté et leurs applications.
Jhabvala et l’équipe ALTIRS (Advanced Land Imaging Thermal IR Sensor) de la NASA éveloppement une version à six bandes pour le projet aéroporté LiDAR, Hyperspectral et Thermal Imager (G-LiHT) de cette année. Cette caméra, première en son genre, mesura la chaleur de surface et permiterta la surveillance de la pollution et l’observation des incendi à des fréquences d’images élevés, at-il declaré.
Imagerie d’incendie de nouvelle generation
Doug Morton, NASA Goddard Earth scientist, directs an ESTO project developing a compact fire imager for forest fire detection and forecasting.
“Nous n’allons pas voir moins d’incendies, c’est pourquoi nous essayons de comprendre comment les incendies libèrent de l’énergie au cours de leur cycle de vie,” declared Morton. « Cela nous aidera à mieux comprendre la nouvelle nature des incendies dans un monde de plus en plus inflammable. »
CFI surveillera à la fois les incendies les plus chauds qui libèrent plus de gaz à effet de serre et les charbons et cendres plus froids et couvants qui produtien plus de monoxyde de carbone et de particules en suspension dans l’air comme la fumée et les cendres .
“Ce sont des ingredients clés en matière de sécurité et de comprehension des gaz à effet de serre libérés par la combustion,” declared Morton.
Après avoir testé l’imageur d’incendie lors de campagnes aéroportées, l’équipe de Morton envisage d’équipper une flote de 10 petits satellites pour fournir des informations mondiales sur les incendies avec plus d’images par jour.
Combinées aux modèles informatiques de nouvelle génération, at il declaré, « ces informations peuvent aider les services forestiers et d’autres agencies de lutte contre les incendi à prevente les incendi, à improver la sécurité des pompiers en première ligne et à protecter la vie et les biens de ceux qui vivent sur le chemin des incendies ».
Sonder les nuages sur Terre et au-delà
Équipé de filtres de polarisation, le capturer pourrait mesuer la façon dont les particules de glace dans les nuages took care of.
Ces applications viendraient completer la mission PACE (plankton, aérosol, nuage, ecosystème oceanique) de la NASA, a declaré Wu, qui a révélé ses premières images lumineuses au début du mois dernier. Les deux mesurent la polarisation de l’orientation de l’onde lumineuse par rapport à la direction de déplacement à partir de différences parts du spectre infrarouge.
“Les polarimètres PACE surveillent la lumière visible et infrarouge à ondes courtes”, at-il explained. « La mission se concentra sur la science de la couleur des aérosols et des océans à partir d’observations diurnes. Aux longueurs d’onde infrarouges moyennes et longues, le nouveau polarimètre infrarouge permitterait de capturer les properties des nuages et des surfaces à partir d’observations diurnes et nocturnes.
Dans un autre effort, Hewagama travaille avec Jhabvala et Jennings pour incorperer des filtres variable linéaires qui fouvre encore plus de details dans le specter infrarouge. Les filtres reveillent la rotation et les vibrations des molecules atmosphériques ainsi que la composition de la surface de la Terre.
Cette technologie pourrait également beneficiare aux missions sur des planètes rocheuses, des cometes et des astéroïdes, a declarée la planétologue Carrie Anderson. Elle a declarée qu’ils pouvant identifier la glace et les composés volatiles émis dans d’énormes panaches de Saturnla lune Enceladus.
« Ce sont essentially des geysers de glace », at-elle declaré, « qui sont bien sûr froids, mais émitten de la lumière dans les limits de détection du nouveau capteur infrarouge. Regarder les panaches sur fond de Soleil nous permetrait d’identifier très clairement leur composition et leur redistribution verticale.