Instrumen CASALS NASA Isi Celah Peta 3D Permukaan Bumi

Video dari penerbangan CASALS di atas Great Cypress Swamp di Delaware pada 12 November 2024, menunjukkan puncak kanopi pohon berwarna hijau, tanah berwarna ungu, dan vegetasi di dekat permukaan tanah berwarna biru.(NASA)

PARA intelektual dan insinyur di Goddard Space Flight Center milik NASA di Greenbelt, Maryland, tengah mengembangkan teknologi lidar canggih berjulukan Concurrent Articulating Surface Analysis Lidar System (CASALS). Instrumen ini dirancang unik untuk menghasilkan pemetaan tiga dimensi (3D) permukaan Bumi dan Bulan dengan tingkat resolusi, cakupan, serta kerapatan info nan jauh lebih tinggi dibanding teknologi terdahulu.

Lidar (Light Detection and Ranging) bekerja dengan langkah memancarkan pulsa sinar laser ke permukaan objek dan mengukur waktu pantulannya kembali ke sensor. Data waktu tempuh tersebut kemudian dikonversi menjadi pengukuran jarak nan presisi untuk membentuk peta topografi 3D.

Meskipun sistem lidar satelit saat ini seperti ICESat-2 dan GEDI telah sukses memberikan info elevasi Bumi nan sangat berharga, cakupannya tetap mempunyai keterbatasan. Lidar konvensional umumnya memancarkan sinar laser dalam jumlah garis jalur (track) nan terbatas, sehingga meninggalkan celah info nan cukup lebar di antara titik-titik pengamatan di permukaan Bumi.

Inovasi Laser "Warna-Warni" dan Pemindaian Cepat

Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, tim developer CASALS menerapkan pendekatan teknologi nan berbeda. Instrumen ini memanfaatkan sistem laser nan bisa mengubah panjang gelombang sinar (wavelength) secara sangat cepat, menciptakan pengaruh laser dengan warna nan terus berganti dalam spektrum inframerah dekat.

Cahaya laser dengan panjang gelombang nan berubah-ubah ini dipancarkan melalui komponen kisi difraksi (diffraction grating). Komponen ini berfaedah seperti prisma nan membengkokkan perspektif pancaran laser berasas warnanya. Dengan mengubah warna laser secara presisi puluhan ribu kali per detik, CASALS bisa menyapu pancaran laser melintasi jalur nan luas di permukaan Bumi tanpa memerlukan cermin pemindai mekanis nan berat dan mudah aus.

Pendekatan ini memungkinkan CASALS menghasilkan ribuan titik pengukuran elevasi per detik di sepanjang jalur pemindaian nan lebar, sehingga bisa menutup celah-celah kosong pada peta topografi nan selama ini tidak terjangkau oleh satelit pendahulunya.

Manfaat Ilmiah dan Aplikasi Misi Antariksa

Peningkatan kerapatan info topografi dari CASALS membuka kesempatan besar bagi beragam bagian penelitian ilmiah:

• Pemantauan Perubahan Iklim dan Es: Mampu mengukur perubahan ketebalan lapisan es di wilayah kutub, gletser, serta tinggi permukaan laut dengan presisi nan lebih tinggi.
• Analisis Ekosistem dan Hutan: Menyediakan info struktur kanopi rimba secara perincian guna menghitung perkiraan biomassa dan stok karbon global.
• Manajemen Bencana Alam: Membantu pemetaan wilayah rawan banjir, tanah longsor, serta perubahan corak permukaan tanah pascabencana secara real-time.

Selain aplikasi di Bumi, ukuran instrumen CASALS nan lebih ringkas, ringan, dan irit daya membuatnya sangat ideal untuk dipasang pada satelit berukuran mini (SmallSat) maupun misi eksplorasi planet lain. NASA merencanakan teknologi ini untuk mendukung pemetaan topografi permukaan Bulan secara mendetail guna mendukung pendaratan Misi Artemis dan eksplorasi antariksa masa depan. (NASA/Z-2)