Il numero di strumenti sulla Stazione Spaziale Internazionale dedicati all'osservazione della Terra per aumentare la nostra comprensione del nostro pianeta natale continua a crescere.

Due nuovi strumenti dovrebbero raggiungere la stazione il 18 febbraio sulla capsula SpaceX Dragon.

Lo strumento Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE) III monitorerà le condizioni dello strato di ozono, che copre un'area nella stratosfera da 10 a 30 miglia sopra la Terra e protegge il pianeta dalle dannose radiazioni ultraviolette del sole. I suoi predecessori, SAGE I e SAGE II, che sono stati montati su satelliti, ha aiutato gli scienziati a comprendere le cause e gli effetti del buco dell'ozono antartico. Il Protocollo di Montreal del 1987 ha portato a un eventuale divieto dei gas che distruggono l'ozono e al ripristino dello strato di ozono; SAGGIO III, progettati per funzionare per non meno di tre anni, consentirà agli scienziati di continuare a monitorarne il recupero.

Il sensore di immagini dei fulmini (LIS), lanciato per la prima volta come strumento durante la missione di misurazione delle precipitazioni tropicali nel 1997, registra il tempo, produzione di energia e luogo di eventi di fulmini in tutto il mondo, giorno e notte. Dal suo posatoio sulla ISS, il nuovo LIS migliorerà la copertura degli eventi di fulmine sugli oceani e anche nell'emisfero settentrionale durante i mesi estivi. Poiché i fulmini sono sia un fattore che un indicatore di numerosi processi atmosferici, La NASA e altre agenzie utilizzeranno i nuovi dati sui fulmini LIS per molte applicazioni, dalle previsioni meteorologiche ai modelli climatici e agli studi sulla qualità dell'aria.

Mentre SAGE III e LIS sono gli ultimi strumenti di scienze della Terra previsti per il funzionamento a bordo della ISS, loro o no il primo o l'ultimo.

Per due anni, a partire da settembre 2014, lo Scatterometro Rapido, o RapidScat, ha raccolto dati quasi in tempo reale sulla velocità e la direzione del vento oceanico. Lo strumento è stato progettato come sostituto a basso costo del Quick Scatterometer, o il satellite QuikScat, che ha subito un fallimento legato all'età nel 2009. Oltre ad affrontare questioni come il modo in cui i cambiamenti dei venti influenzano le temperature della superficie del mare durante una stagione di El Niño, la National Oceanic and Atmospheric Administration e la US Navy si sono affidate ai dati RapidScat per un migliore monitoraggio del tempo marino, portando a un percorso della nave più ottimale e alla prevenzione dei rischi.

Il Cloud Aerosol Transport System (CATS) è stato montato all'esterno della stazione spaziale nel gennaio 2015 ed è nel mezzo di una missione di tre anni per misurare aerosol, come pennacchi di polvere, incendi e ceneri vulcaniche, Intorno al mondo. Costruito per dimostrare un basso costo, approccio semplificato ai payload scientifici dell'ISS, lo strumento laser fornisce dati per studi sulla qualità dell'aria, modelli climatici e capacità di avviso di pericolo.

Negli anni successivi, La NASA sta pianificando di inviare alla stazione spaziale molti altri strumenti addestrati verso la Terra.

Il sensore di irraggiamento solare totale e spettrale (TSIS-1) misurerà l'irraggiamento solare totale e l'irraggiamento solare spettrale, o la radiazione solare totale nella parte superiore dell'atmosfera terrestre e la distribuzione spettrale di tale radiazione solare, rispettivamente. I dati sono fondamentali per la modellizzazione del clima e gli studi atmosferici. TSIS-1 continuerà il lavoro del satellite Solar Radiation and Climate Experiment della NASA, che effettua tali misurazioni dal 2003.

Il programma Earth System Science Pathfinder della NASA supporta i seguenti strumenti attualmente in fase di sviluppo. Il programma è gestito dal Langley Research Center della NASA a Hampton, Virginia.

Lo strumento Orbiting Carbon Observatory-3 (OCO-3) monitorerà la distribuzione dell'anidride carbonica in tutto il mondo. Assemblato con i pezzi di ricambio del satellite Orbiting Carbon Observatory-2, OCO-3 fornirà approfondimenti sul ruolo del gas serra in relazione alla crescita delle aree urbane e ai cambiamenti nella combustione dei combustibili fossili. Lo strumento misurerà anche il "bagliore" delle piante in crescita (fluorescenza indotta dal sole).

A puntare sulle foreste tropicali e temperate c'è la Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI). Lo strumento lidar fornirà le prime osservazioni ad alta risoluzione della struttura verticale della foresta nel tentativo di rispondere a quanto carbonio è immagazzinato in questi ecosistemi e anche quale impatto hanno la deforestazione e il rimboschimento sulla diversità degli habitat, il ciclo globale del carbonio e il cambiamento climatico.

L'esperimento ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer (ECOSTRESS) si concentrerà anche sulla vegetazione fornendo ad alta frequenza, misurazioni ad alta risoluzione della temperatura dell'impianto e dell'utilizzo dell'acqua dell'impianto. Tra i numerosi usi dei dati ci sarà quello di indicare le regioni di stress idrico e termico delle piante e anche migliorare la previsione della siccità a vantaggio degli agricoltori e dei gestori delle risorse idriche. I ricercatori utilizzeranno anche ECOSTRESS insieme ad altri dati per calcolare l'efficienza dell'uso dell'acqua tra le piante e identificare specie e varietà resistenti alla siccità.

All'orizzonte c'è anche il Pathfinder del Climate Absolute Radiance and Refractivity Observatory (CLARREO) che comprende due strumenti per misurare l'irraggiamento solare:uno spettrometro solare riflesso e uno spettrometro a infrarossi. CLARREO raccoglierà registrazioni climatiche altamente accurate per testare le proiezioni climatiche al fine di migliorare i modelli.