Fuentes de láser para la observación de la Tierra

La supervisión de los gases de efecto invernadero desde el espacio requiere fuentes de láser con una salida de potencia elevada y una alta calidad del haz. Sin embargo, las fuentes de láser existentes para las observaciones de la Tierra incorporan voluminosos láseres de estado sólido. El objetivo de los investigadores que participan en el proyecto BRITESPACE (High brightness semiconductor laser sources for space applications in Earth observation) es demostrar que los láseres basados en semiconductores se pueden utilizar para la detección a distancia de gases atmosféricos.

Gracias a su tamaño compacto y a su alta fiabilidad, la nueva generación de láseres de semiconductores de alto brillo ofrece ventajas significativas con respecto a otras fuentes de láser. Estos láseres de semiconductores que emiten luz en dos longitudes de onda diferentes a 1 500 y 1 600 nanómetros se han diseñado para las mediciones LIDAR (Light Detection and Ranging). Se instalarían en un módulo láser compatible con aplicaciones espaciales que incorpora óptica de formación de haces y sistemas electrónicos de control.

Durante el primer periodo de documentación del proyecto BRITESPACE, se han creado prototipos del sistema. Estos constan de un láser comercial que hace las veces de transmisor y de elementos optoeléctricos para la detección (que comprenden esfera, detector para recuento de fotones, filtro y láser guía para alineaciones). El sistema definitivo se utilizará como unidad de transmisión de un sistema LIDAR que permitirá realizar mediciones de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.

Los estudios paramétricos realizados hasta la fecha ofrecen resultados prometedores en cuanto a una sensibilidad relativamente alta de las mediciones de la concentración de dióxido de carbono desde una plataforma espacial y una plataforma terrestre. Por otra parte, las simulaciones realizadas revelan que el rendimiento del sistema LIDAR propuesto disminuye por el ruido lumínico ambiental y el ruido que genera el recuento en ausencia de luz del detector.

El proyecto BRITSPACE ha mejorado el nivel de conocimiento acerca de los láseres de semiconductores y ha identificado cuestiones que se deben abordar en las aplicaciones de observación de la Tierra. La tecnología LIDAR avanzada, que permite realizar un seguimiento más rápido y fiable de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, también debería resultar útil en la lucha contra el calentamiento global.