2018年1月18日，一个由飞船搭载的激光雷达在成功地执行了为期33个月的大气测量任务之后，终于在国际宇宙空间站上结束了运行。这个激光雷达的主要任务是测量那些影能关键性响地球气候和天气的大气云层和大气中微小的粒子，这个已经工作了33个月的设备比此前任何一个轨道设备发射的激光脉冲都要多。

在任务期间，NASA的云-气溶胶运输系统（CATS）激光雷达测量了云层和气溶胶的垂直结构，其中包括火山喷发、在中国和印度的人为污染、北美森林火灾产生的烟雾和中东的沙暴。CATS的数据产品可以免费提供给科学界，并且已经在许多研究报告以及国家和国际科学会议上被引用。

CATS的测量数据能够实现更精确的气溶胶建模和预测，以及提高对火山喷发和相关航空危险因素的预测和追踪。这同样提升了我们对气溶胶跟云层接近度的理解，而这对预测云和气溶胶的相互作用对地球气候产生的效果是至关重要的。

CATS项目是由国际空间站计划提供资金的，旨在提高轨道实验室一一作为地球科学研究的平台的使用。CATS项目帮助未来到空间站的低成本任务和设计用于测量云层和气溶胶的先进激光科技铺平了道路。

CATS首席研究员Matt McGill说：“CATS项目提供了一个从空间站上提供第一手科学资料的极好机会。”CATS是一个令人惊叹的科学探路者、技术示范和编程强制功能的完美组合。 CATS有效载荷的运行时间超过2000亿个激光脉冲，这是空间激光雷达的前所未有的成就。“

CATS在2015年一月启动，初始设计至少运行六个月，但结果运行了长达5倍于其预期寿命。2017年10月30日，其电源和数据系统停止了工作，也无法被复苏。

台站轨道对于收集各种云和气溶胶观测资料非常有价值。 CATS仪器能够在一天中的不同时间观察相同的地点，使科学家们能够研究云层的日夜变化和来自太空的气溶胶效应。该仪器也是第一个基于空间的激光雷达，能够近实时地为用户提供云和气溶胶数据，提供更准确的计算机模型和沙尘暴，火灾和火山爆发的预测。

不像大型任务，这个实验只有有一个小团队和有限的预算，并且要为空间站构建一个两年的时间线。该任务帮助完善和简化了将NASA的有效载荷加入空间站的过程。

CATS是首个在空间站首次使用高重复率光子计数激光雷达（NASA）为日本空间站上的实验模块 - 曝光设施（JEM-EF）开发的有效载荷，以及第一个提供接近实时数据的天基激光雷达，其延迟时间小于6小时，以实现更精确的气溶胶建模和预测。

McGill说：“CATS提供了利用一个小团队和简化流程的机会，强调可以建立和提供一个成本低但仍然能提供关键的尖端科学测量的仪器。“



Source: Photonics
Translation: Nick