2018年1月18日，一個由飛船搭載的激光雷達在成功地執行了為期33個月的大氣測量任務之后，終于在國際宇宙空間站上結束了運行。這個激光雷達的主要任務是測量那些影能關鍵性響地球氣候和天氣的大氣云層和大氣中微小的粒子，這個已經工作了33個月的設備比此前任何一個軌道設備發射的激光脈沖都要多。

在任務期間，NASA的云-氣溶膠運輸系統（CATS）激光雷達測量了云層和氣溶膠的垂直結構，其中包括火山噴發、在中國和印度的人為污染、北美森林火災產生的煙霧和中東的沙暴。CATS的數據產品可以免費提供給科學界，并且已經在許多研究報告以及國家和國際科學會議上被引用。

CATS的測量數據能夠實現更精確的氣溶膠建模和預測，以及提高對火山噴發和相關航空危險因素的預測和追蹤。這同樣提升了我們對氣溶膠跟云層接近度的理解，而這對預測云和氣溶膠的相互作用對地球氣候產生的效果是至關重要的。

CATS項目是由國際空間站計劃提供資金的，旨在提高軌道實驗室一一作為地球科學研究的平臺的使用。CATS項目幫助未來到空間站的低成本任務和設計用于測量云層和氣溶膠的先進激光科技鋪平了道路。

CATS首席研究員Matt McGill說：“CATS項目提供了一個從空間站上提供第一手科學資料的極好機會。”CATS是一個令人驚嘆的科學探路者、技術示范和編程強制功能的完美組合。 CATS有效載荷的運行時間超過2000億個激光脈沖，這是空間激光雷達的前所未有的成就。“

CATS在2015年一月啟動，初始設計至少運行六個月，但結果運行了長達5倍于其預期壽命。2017年10月30日，其電源和數據系統停止了工作，也無法被復蘇。

臺站軌道對于收集各種云和氣溶膠觀測資料非常有價值。 CATS儀器能夠在一天中的不同時間觀察相同的地點，使科學家們能夠研究云層的日夜變化和來自太空的氣溶膠效應。該儀器也是第一個基于空間的激光雷達，能夠近實時地為用戶提供云和氣溶膠數據，提供更準確的計算機模型和沙塵暴，火災和火山爆發的預測。

不像大型任務，這個實驗只有有一個小團隊和有限的預算，并且要為空間站構建一個兩年的時間線。該任務幫助完善和簡化了將NASA的有效載荷加入空間站的過程。

CATS是首個在空間站首次使用高重復率光子計數激光雷達（NASA）為日本空間站上的實驗模塊 - 曝光設施（JEM-EF）開發的有效載荷，以及第一個提供接近實時數據的天基激光雷達，其延遲時間小于6小時，以實現更精確的氣溶膠建模和預測。

McGill說：“CATS提供了利用一個小團隊和簡化流程的機會，強調可以建立和提供一個成本低但仍然能提供關鍵的尖端科學測量的儀器。“



Source: Photonics
Translation: Nick