Investigación sobre la dinámica de los ecosistemas globales

La Investigación de la Dinámica de los Ecosistemas Globales ( GEDI , pronunciado / ˈ dʒ ɛ d aɪ / ) es una misión de altimetría LiDAR de la NASA para medir cómo la deforestación ha contribuido a las concentraciones atmosféricas de CO _2. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Se acopló un LiDAR de onda completa a la Estación Espacial Internacional para proporcionar las primeras observaciones globales de alta resolución de la estructura vertical de los bosques. Esto permitirá a los científicos mapear hábitats y biomasa , particularmente en los trópicos, proporcionando detalles sobre el ciclo del carbono de la Tierra . ^{[ 3 ]} Aunque GEDI se desarrolló originalmente para monitorear la biomasa y el ciclo del carbono, también se han investigado otros potenciales, como el monitoreo del nivel del agua continental y la generación de DSM . ^{[ 4 ]}

El investigador principal es Ralph Dubayah, de la Universidad de Maryland . El investigador principal adjunto y científico de instrumentos es J. Bryan Blair, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA .

GEDI fue seleccionada mediante un proceso competitivo como misión del programa Earth Ventures Instrument (EVI) de la NASA en 2014. Con un presupuesto máximo de 94 millones de dólares, GEDI está liderada por la Universidad de Maryland en colaboración con el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA . ^{[ 5 ]}

El cambio climático está estrechamente ligado al del ciclo del carbono. ^{[ 3 ]} GEDI produce observaciones de telemetría láser de alta resolución de la estructura 3D de los bosques de la Tierra, que proporcionarán respuestas sobre cómo la deforestación ha contribuido a las concentraciones atmosféricas de CO ₂ , cuánto carbono absorberán los bosques en el futuro y cómo la degradación del hábitat afectará a la biodiversidad global y al ciclo del agua . ^{[ 1 ]} Esto, a su vez, también es valioso para la predicción meteorológica , la gestión forestal y el monitoreo de glaciares y mantos de nieve. ^{[ 1 ]} En general, GEDI ayudará a comprender mejor cómo se comporta la Tierra como un sistema vivo.

El sistema LIDAR de GEDI proporciona datos de elevación geolocalizados precisos que mejoran drásticamente los Modelos Digitales de Elevación (MDE) globales. Gracias a la gran cantidad de puntos de datos que GEDI es capaz de recopilar, proporcionará una base más sólida para los MDE y eliminará más errores del sistema en comparación con ICESat . ^{[ 6 ]}

Se lanzó el 5 de diciembre de 2018 a bordo de un Falcon 9 y forma parte de la misión SpaceX CRS-16 . Se montó en el módulo Kibo del Módulo de Experimentos Japonés - Instalación Expuesta (JEM-EF) para una misión de dos años. ^{[ 1 ] [ 7 ]} Después de tres meses, GEDI comenzó a recopilar datos para uso científico el 25 de marzo de 2019. ^{[ 1 ]} La misión está siendo dirigida por el profesor Ralph Dubayah de la Universidad de Maryland. Una vez que llegue al final de su misión de dos años, GEDI será retirado del JEM-EF y cargado en otro compartimento de la cápsula Dragon para su eliminación. ^{[ 8 ]}

El instrumento GEDI es un sistema láser de detección y medición de luz ( Lidar ) de clase geodésica que consta de tres láseres que producen ocho trayectorias de observación paralelas. Cada láser dispara 242 veces por segundo e ilumina un punto de 25 m (una huella) en la superficie sobre la cual se mide la estructura 3D. Cada huella está separada por 60 m a lo largo de la trayectoria, con una distancia transversal de aproximadamente 600 m entre cada una de las ocho trayectorias. Se espera que GEDI produzca alrededor de 10 mil millones de observaciones libres de nubes durante su misión nominal de 24 meses. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ]}

Utilizando un  telescopio de 80 cm acoplado a la parte inferior del instrumento, GEDI podrá recibir los pulsos de luz que rebotan en la superficie terrestre y recopilar información sobre la estructura tridimensional del área en cuestión. Sobre el banco óptico, el instrumento contiene tres unidades de modulación de haz (BDU), tres expansores de haz, tres rastreadores de estrellas y tres láseres HOMER. ^{[ 9 ]} Los tres láseres HOMER construidos e instalados en GEDI fueron construidos por D. Barry Coyle, Furqan L. Chiragh y Erich A. Frese.

La instrumentación GEDI está diseñada para recopilar datos entre los 51,6° de latitud norte y los 51,6° de latitud sur. Dentro de esta área, GEDI recopila datos de aproximadamente el cuatro por ciento de la superficie terrestre, incluyendo bosques tropicales y templados. ^{[ 10 ]}

El sistema LIDAR solo puede funcionar eficazmente sobre áreas relativamente despejadas de nubes. La densa capa de nubes bloquea los pulsos láser e impide mediciones precisas. ^{[ 10 ]}

GEDI utiliza un sistema de apuntamiento transversal activo para ayudar a mostrar áreas que normalmente no están cubiertas debido al patrón orbital de la Estación Espacial Internacional . Esto ocurre porque la ISS no se mantiene en una órbita repetitiva y puede quedar atrapada en resonancias orbitales que esencialmente repiten trayectorias orbitales y dan como resultado grandes brechas de cobertura. ^{[ 10 ]}