GLORIA-FTS
Die hyperspektrale Sondierung der von der Erdatmosphäre emittierten Strahlung im mittleren Infrarotbereich ermöglicht die Ableitung von Informationen über atmosphärische Parameter wie Temperatur, Spurengaskonzentrationen sowie Informationen über Aerosole und Wolken. Mit dem GLORIA Instrument (Gimbaled Limb Observer for Radiance Imager of the Atmosphere) wurde erstmals ein abbildendes Fourier-Transform-Spektrometer (FTS) an Bord des Höhenforschungsflugzeugs HALO betrieben, um die 2- und 3-D-Verteilung atmosphärischer Parameter zu messen.
Fernerkundungsinstrumente, die abbildende Detektoren beinhalten erzeugen typischerweise häufig Rohdatenraten in der Größenordnung von mehreren 100 MByte/s. Dies stellt eine enorme Herausforderung für die nachgeschaltete Datenerfassung und Datenverarbeitung dar.
GLORIA und die Ballonversion (GLORIA-B) wurden gemeinsam vom Forschungszentrum Jülich und dem Karlsruher Institut für Technologie entwickelt und werden gemeinsam betrieben. In diesem Projekt sind wir in Zusammenarbeit mit Partnerinstituten (ICE-4, IPE-KIT und IMKASF-KIT) für das Elektronikdesign dieses Fernerkundungsinstruments verantwortlich. Dieses Fernerkundungsinstrument kombiniert einen abbildenden Detektor mit einem Michelson-Interferometer zu einem abbildenden FTS.
Wir haben eine Hochgeschwindigkeits-Detektorelektronik in Kombination mit einer Interferometerelektronik entwickelt, um die Signale des Detektors mit mehreren tausend Bildern pro Sekunde zu erfassen und das Interferometer parallel zur Bilderfassung zu steuern. Die wissenschaftlichen Daten werden an einen speziell entwickelten Flugcomputer übertragen, der eine Datenbankbandbreite von mehreren 100 MB/s mit einer Speicherkapazität von über 16 TByte Daten abdeckt, um kontinuierliche Messungen über 10 bis 15 Flugstunden zu gewährleisten. Das System wurde für Luftfahrtanwendungen konzipiert und zertifiziert.
Flugerfahrung und wissenschaftliche Kampagnen
GLORIA wurde auf dem deutschen Forschungsflugzeug HALO und auf dem Höhenflugzeug Geophysica eingesetzt. Die folgenden Missionen wurden bisher durchgeführt:
- Die ESSenCe (ESA Sounder Campaign) Mission im Nov/Dez. 2011 von Kiruna, Schweden aus mit Geophysica
- Die kombinierte TACTS/ESMVal (Transport And Composition in the UT/LMS - Earth System Model Validation) Mission im August/September 2012 von Oberpfaffenhofen, Deutschland, mit HALO
- Die kombinierten Missionen POLSTRACC (Polar Stratosphere in a Changing Climate) , GW-LCYCLE (Gravity Wave Life Cycle Experiment) und SALSA (Seasonality of Air Mass Transport and Origin in the Lowermost Stratosphere) im Dez. 2015 - März 2016 von Oberpfaffenhofen, Deutschland und Kiruna, Schweden mit HALO
- Die STRATOCLIM-Missionen (Stratosphärische und obere troposphärische Prozesse für bessere Klimavorhersagen) im September 2016 von Kalamata, Griechenland und im Juli/August 2017 von Kathmandu, Nepal aus mit Geophysica
- Die WISE-Mission (Wave-driven Isentropic Exchange) im September/Oktober 2017 von Shannon, Irland, aus mit HALO
- Die SouthTRAC-Kampagne von September bis November 2019 von Tierra del Fuego (Río Grande), Argentinien, mit HALO
GLORIA-B, die Ballonversion von GLORIA, wurde während zweier stratosphärischer Ballonkampagnen innerhalb der HEMERA-Forschungsinfrastruktur, die durch das Rahmenprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union finanziert wird, in Höhen von mehr als 35 km geflogen:
- Von Kiruna, Schweden, im August 2021.
- Von Timmins, Kanada, im August 2022.
Kontakt
- Institute of Technology and Engineering (ITE)
Raum 220