Quasi due decenni di investimenti tecnologici della NASA in sistemi lidar e trasmettitori da due micron hanno portato a una nuova capacità di misurare a distanza i livelli di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera terrestre. La NASA ha sviluppato un Lidar IPDA (Integrated Path Differential Absorption) che incorpora alta energia, laser a doppio impulso con alti tassi di ripetizione. Lo strumento lidar compatto mira a fornire accurate, misurazioni della colonna di CO2 atmosferica ad alta risoluzione da una piattaforma aerea. Gli impulsi laser possono essere sintonizzati e bloccati vicino alla lunghezza d'onda di 2,05 micron, una regione spettrale ideale per il rilevamento di CO2. Separato da 150 microsecondi, il primo impulso è sintonizzato su una lunghezza d'onda di alto assorbimento di CO2 e il secondo impulso su una lunghezza d'onda di basso assorbimento. Puntando gli impulsi su un bersaglio duro, o Terra, la differenza tra i segnali di ritorno è correlata alla quantità media di CO2 nella colonna tra lo strumento e il target.

L'anidride carbonica è un gas serra che è considerato un importante contributo al riscaldamento globale. Attualmente, i satelliti che monitorano i livelli di CO2 della Terra utilizzano strumenti di rilevamento passivo. Un sistema di rilevamento attivo come IPDA Lidar ha il potenziale per superare alcune delle limitazioni dei sistemi passivi per fornire l'accuratezza necessaria per risolvere in modo più definitivo il profilo di CO2. L'IPDA Lidar vuole essere un trampolino di lancio verso un'eventuale missione spaziale per il telerilevamento attivo di CO2, come ASCENDS (Rilevamento attivo delle emissioni di CO2 durante le notti, giorni, e stagioni) concetto di missione. Raccomandato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche nella sua indagine decennale 2007, ASCENDS ha lo scopo di facilitare una maggiore comprensione del ruolo che la CO2 svolge nel ciclo globale del carbonio. La nuova tecnologia IPDA Lidar ha il potenziale per fornire misurazioni di CO2 basate su satellite che forniranno misurazioni accurate di CO2 tutto il giorno e la notte, tutto l'anno, a tutte le latitudini. Questi dati aiuteranno a identificare fonti e pozzi di CO2 generati dall'uomo, migliorare i modelli climatici e le previsioni climatiche, e consentire una migliore comprensione della connessione tra clima e scambio di CO2.

Oltre 11 giorni a marzo 2015, l'IPDA Lidar pulsato a rilevamento diretto da 2 micron ha completato 10 voli di ingegneria, per un totale di circa 27 ore, sulla Virginia a bordo dell'aereo NASA B200 King Air. I voli di prova si sono verificati su terreni diversi con riflettività variabile, e l'analisi mostra che la profondità ottica misurata per la lunghezza della colonna corrispondeva al valore modellato entro poche percentuali. I risultati dei test sono positivi e lo strumento ha probabilmente eseguito la prima dimostrazione di principio di un aereo, rilevamento diretto, misurazione della CO2 a due micron. Attualmente, il team del progetto sta lavorando per incorporare un terzo impulso trasmesso nel sistema. Un sistema a triplo impulso consentirebbe misurazioni simultanee di CO2 e vapore acqueo (H2O) in un unico strumento compatto.