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CCD detector performance of the space-borne Doppler wind lidar ALADIN during the Aeolus mission

Lux, Oliver und Reichert, Robert und Lemmerz, Christian und Masoumzadeh, Nafiseh und Wernham, Denny und Krisna, Trismono Candra und Marchais, Denis und Bell, Ray und Parrinello, Tommaso und Reitebuch, Oliver (2024) CCD detector performance of the space-borne Doppler wind lidar ALADIN during the Aeolus mission. Applied Optics, 63 (25), Seiten 6754-6775. Optical Society of America. doi: 10.1364/AO.532217. ISSN 1559-128X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
11MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.1364/AO.532217

Kurzfassung

The Aeolus mission, launched by the European Space Agency in August 2018, was a landmark in Earth observation by providing global wind profiles in near-real time using the first Doppler wind lidar in space: the Atmospheric Laser Doppler Instrument (ALADIN). Despite challenges such as systematic errors affecting data quality at the beginning of the mission, Aeolus surpassed its planned lifetime of three years and proved invaluable for weather prediction and scientific research until its conclusion in July 2023. A permanent challenge throughout the mission involved mitigating the impact of hot pixels on the ALADIN charge-coupled device (CCD) detectors on the wind data. The related dark current anomalies, which manifested as random telegraph signal noise and sporadic shifts in median dark current signal, necessitated the development of dedicated calibration techniques to minimize the induced systematic wind speed errors. The regular dark current calibrations of up to eight times per day yielded a comprehensive dataset that was used to categorize the hot pixels according to their characteristics and to derive statistical parameters that are of relevance for the reprocessing of the Aeolus data products. Following the end of the operational mission in April 2023, a series of specialized in-orbit tests, referred to as end-of-life (EOL) activities, provided valuable insights into the temperature dependence of the dark currents, shedding light on potential root causes of the hot pixels. Additionally, the EOL tests revealed other detector anomalies that had caused significant wind biases in certain altitudes following strong cosmic ray events in 2022. This work summarizes the performance of the ALADIN detectors during the Aeolus mission, with a focus on hot pixel characterization and mitigation strategies. Furthermore, it highlights findings from the EOL activities that are relevant for future space lidar missions and other satellite missions using CCD detectors.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206106/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:CCD detector performance of the space-borne Doppler wind lidar ALADIN during the Aeolus mission
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lux, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-1491-0323NICHT SPEZIFIZIERT
Reichert, RobertDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-9670-9369NICHT SPEZIFIZIERT
Lemmerz, ChristianDLR, IPAhttps://orcid.org/0009-0002-8587-7436NICHT SPEZIFIZIERT
Masoumzadeh, NafisehDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wernham, DennyESA, ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krisna, Trismono CandraESA, ESTECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marchais, DenisAirbus Defence and Space, Toulouse, FranceNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bell, RayTeledyne e2vNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Parrinello, TommasoESA, ESRINhttps://orcid.org/0000-0002-6558-3839NICHT SPEZIFIZIERT
Reitebuch, OliverDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8503-0094NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 August 2024
Erschienen in:Applied Optics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:63
DOI:10.1364/AO.532217
Seitenbereich:Seiten 6754-6775
Verlag:Optical Society of America
ISSN:1559-128X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aeolus, CCD detectors, Instrument performance, Hot pixels
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt ADM III Forts.
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Lux, Dr. Oliver
Hinterlegt am:29 Aug 2024 11:02
Letzte Änderung:30 Okt 2024 15:45

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