NASA financia nova fase do lidar CASALS, com meta de faixa de 1 km em 2027

Uma nova fase do lidar CASALS, financiada pela NASA, quer alargar a faixa medida de 50–100 metros, no ensaio aéreo de 2024, para uma meta de 1 quilómetro num voo previsto para 2027. O alvo pressupõe um avião a 10 quilómetros de altitude. É um objectivo de desenvolvimento — não uma medição já obtida nem a aprovação de um instrumento orbital.

Um laser mede distâncias, não tira uma fotografia

Um lidar envia pulsos de luz e mede quanto tempo demoram a regressar depois de reflectidos pelo solo ou pela vegetação. Com esses ecos e a posição do avião, é possível reconstruir alturas e formas, desde a copa das árvores até ao terreno por baixo dela. É uma medição activa: o aparelho ilumina o alvo, em vez de depender apenas da luz que uma câmara recebe.

O CASALS procura cobrir uma faixa contínua. O transmissor alterna rapidamente entre comprimentos de onda próximos, centrados em 1 040 nanómetros no infravermelho. Uma rede de difracção desvia cada pulso segundo o comprimento de onda e distribui as medições por pontos distintos do terreno. Alinhados, os ecos permitem reconstruir uma faixa tridimensional mais larga do que uma linha de medições.

O que o voo de 2024 demonstrou — e o que ficou por fazer

O protótipo voou no B-200 King Air da NASA. O boletim de ciência aérea regista quatro voos, entre 4 e 8 quilómetros de altitude, na Virgínia e no Delaware. Num conjunto de dados do Great Cypress Swamp, recolhido a cerca de 5 quilómetros, a NASA reporta resolução horizontal de 22 centímetros, suficiente para distinguir ramos e pequenas variações do relevo.

Os 22 centímetros descrevem a resolução horizontal indicada pela NASA — a escala espacial dos detalhes representados. Não são uma afirmação de que o aparelho mede a altura vertical com erro de apenas 22 centímetros. Também não significam que a faixa coberta pelo voo tivesse 22 centímetros: resolução e largura da faixa são medidas diferentes.

A NASA classifica os dados de 2024 como tendo qualidade científica. Mas a proposta seleccionada no programa Decadal Survey Incubation (DSI) identifica que parte do hardware e do software ainda tinha baixa maturidade e que faltava software para gerar produtos científicos de Nível 1 e 2.

Esses produtos permitirão avaliar melhor o desempenho do instrumento e analisar os ecos recolhidos. A fase seguinte, portanto, não se limita a aumentar a largura da faixa medida.

Uma fase financiada, com metas ainda por cumprir

O CASALS foi um dos 15 projectos seleccionados no DSI-24, programa da NASA para acelerar tecnologias ligadas à topografia da superfície e à vegetação. A agência prevê cerca de 14 milhões de dólares no conjunto das 15 investigações ao longo de três anos; a página pública não discrimina quanto cabe ao CASALS.

A ficha do projecto enumera quatro objectivos: alargar a faixa aérea para 1 quilómetro à altitude prevista; tornar o equipamento mais robusto; criar produtos científicos de Nível 1 e 2; e amadurecer um transmissor visível de cerca de 520 nanómetros para batimetria, a medição da profundidade da água.

A ficha aponta um voo no Verão de 2027 na campanha aérea ASCENT, que reúne medições de superfície, gelo, ecossistemas e zonas costeiras. São metas de desenvolvimento, não resultados já obtidos.

Embora a sigla CASALS inclua «artificially-intelligent», a ficha pública do DSI não apresenta uma métrica de desempenho da inteligência artificial nos voos de 2024. O software de processamento científico também surge entre os trabalhos futuros. O resultado documentado é a demonstração do lidar e a recolha de dados a partir de avião; não é apresentada uma validação da inteligência artificial em voo.

Topografia da superfície e vegetação: uma prioridade, não uma missão aprovada

STV significa Surface Topography and Vegetation: topografia da superfície e estrutura da vegetação. A NASA trata o tema como um observável-alvo — uma prioridade de medição que pode ser estudada com diferentes instrumentos — para mapear relevo, gelo, vegetação e águas costeiras pouco profundas. O programa DSI prepara abordagens que ainda não são suficientemente económicas para uma missão espacial.

A ficha DSI chama ao CASALS um candidato forte para medições lidar numa futura missão STV. Antes disso, é preciso alargar a faixa, completar o processamento dos dados e preparar um protótipo para as exigências espaciais. A NASA não anunciou missão, lançador ou data de lançamento para o CASALS.

Se a fase resultar, uma faixa mais larga poderá ajudar a medir a estrutura das florestas e o relevo, com aplicações potenciais no gelo e em zonas costeiras. A próxima prova é mais próxima: mostrar que o protótipo melhorado cobre a faixa prevista e produz dados úteis numa campanha aérea.