โครงการ Global Ecosystem Dynamics Investigation ( GEDI , ออกเสียงว่า/ ˈdʒɛdaɪ / ) เป็น ภารกิจเครื่องวัดความสูง ด้วย LiDARของNASAเพื่อวัดว่าการตัดไม้ทำลายป่ามีส่วนทำให้ความเข้มข้น ของ ^{[ 1 ] [ 2 ]} มีการติดตั้ง LiDAR แบบคลื่นเต็มรูปแบบไว้บนสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อให้ได้ข้อมูลการสังเกตโครงสร้างแนวดิ่งของป่าที่มีความละเอียดสูงระดับโลกเป็นครั้งแรก ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทำแผนที่แหล่งที่อยู่อาศัยและชีวมวล โดยเฉพาะในเขตร้อน และให้รายละเอียดเกี่ยวกับ วัฏจักรคาร์บอนของโลก^{[ 3 ]} แม้ว่า GEDI จะได้รับการพัฒนาขึ้นมาเพื่อตรวจสอบชีวมวลและวัฏจักรคาร์บอน เป็นหลัก แต่ก็มีการศึกษาถึงศักยภาพอื่นๆ ด้วย เช่น การตรวจสอบระดับน้ำในแผ่นดิน และการสร้างDSM ^{[ 4 ]}

หัวหน้าโครงการวิจัยคือ ราล์ฟ ดูบายาห์ จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์รองหัวหน้าโครงการวิจัยและนักวิทยาศาสตร์ด้านเครื่องมือคือ เจ. ไบรอัน แบลร์ จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด ของ นาซา

GEDI ได้รับการคัดเลือกในการแข่งขันให้เป็นภารกิจ NASA Earth Ventures Instrument (EVI) ในปี 2014 โดยมีงบประมาณจำกัดที่ 94 ล้านดอลลาร์สหรัฐ GEDI ดำเนินการโดยมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ร่วมกับศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซา^{[ 5 ]}

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงของวัฏจักรคาร์บอน^{[ 3 ]} GEDI สร้างการสังเกตการณ์ด้วยเลเซอร์ความละเอียดสูงของโครงสร้าง 3 มิติของป่าไม้บนโลก ซึ่งจะให้คำตอบว่าการตัดไม้ทำลายป่ามีส่วนทำให้ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างไรไม้จะดูดซับคาร์บอนได้มากเท่าใดในอนาคต และการเสื่อมโทรมของที่อยู่อาศัยจะส่งผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพ ทั่วโลก และวัฏจักรน้ำ อย่างไร ^{[ 1 ]}ซึ่งในทางกลับกันก็มีคุณค่าสำหรับการพยากรณ์อากาศการจัดการป่าไม้การ ตรวจสอบ ธารน้ำแข็งและหิมะ^{[ 1 ]}โดยรวมแล้ว GEDI จะช่วยให้เข้าใจพฤติกรรมของโลกในฐานะระบบสิ่งมีชีวิตได้ดียิ่งขึ้น

ระบบ LIDAR ของ GEDI ให้ข้อมูลระดับความสูงที่ระบุตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่แม่นยำ ซึ่งช่วยปรับปรุงแบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) ทั่วโลกได้อย่างมาก เนื่องจาก GEDI สามารถรวบรวมจุดข้อมูลจำนวนมากได้ จึงจะให้ฐานที่แข็งแกร่งกว่าสำหรับ DEM และขจัดข้อผิดพลาดของระบบได้มากกว่าเมื่อเทียบกับICESat ^{[ 6 ]}

ยานอวกาศลำนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 5 ธันวาคม 2018 บนจรวดFalcon 9และเป็นส่วนหนึ่งของ ภารกิจ SpaceX CRS-16โดยติดตั้งอยู่บนโมดูลKibo ของ Japanese Experiment Module - Exposed Facility (JEM-EF) สำหรับภารกิจสองปี^{[ 1 ] [ 7 ]}หลังจากสามเดือน GEDI เริ่มเก็บข้อมูลเพื่อใช้ในทางวิทยาศาสตร์เมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2019 ^{[ 1 ]}ภารกิจนี้ดำเนินการโดยศาสตราจารย์ Ralph Dubayah จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ เมื่อสิ้นสุดภารกิจสองปี GEDI จะถูกถอดออกจาก JEM-EF และบรรจุลงในกล่องแคปซูล Dragon อีกกล่องเพื่อนำไปกำจัด^{[ 8 ]}

เครื่องมือ GEDI เป็น ระบบเลเซอร์ ตรวจจับและวัดระยะด้วยแสง ( Lidar ) ระดับทางธรณีวิทยาประกอบด้วยเลเซอร์สามตัวที่สร้างเส้นทางการสังเกตการณ์ขนานแปดเส้นทาง เลเซอร์แต่ละตัวยิง 242 ครั้งต่อวินาที และส่องสว่างจุดขนาด 25 เมตร (รอยเท้า) บนพื้นผิวซึ่งจะทำการวัดโครงสร้างสามมิติ รอยเท้าแต่ละจุดห่างกัน 60 เมตรตามแนวเส้นทาง โดยมีระยะห่างขวางเส้นทางประมาณ 600 เมตรระหว่างแต่ละเส้นทางทั้งแปด GEDI คาดว่าจะสร้างการสังเกตการณ์ที่ปราศจากเมฆได้ประมาณ 10 พันล้านครั้งในช่วงระยะเวลาภารกิจ 24 เดือน^{[ 1 ] [ 2 ] [ 5 ]}

โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 80 ซม. ที่ติดตั้งไว้ที่ด้านล่างของเครื่องมือ GEDI จะสามารถรับพัลส์ของแสงที่สะท้อนกลับจากพื้นผิวโลกและรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้าง 3 มิติของพื้นที่ที่ต้องการ บนแท่นวางอุปกรณ์ทางแสง เครื่องมือนี้ประกอบด้วย Beam Dither Units (BDU) สามชุด, ตัวขยายลำแสงสามชุด, ตัวติดตามดาวสามชุด และเลเซอร์ HOMER สามชุด^{[ 9 ]}เลเซอร์ HOMER ทั้งสามชุดที่สร้างและติดตั้งบน GEDI นั้นสร้างโดย D. Barry Coyle, Furqan L. Chiragh และ Erich A. Frese

เครื่องมือ GEDI ได้รับการออกแบบมาเพื่อรวบรวมข้อมูลระหว่างละติจูด 51.6° เหนือ และละติจูด 51.6° ใต้ ภายในพื้นที่นี้ GEDI รวบรวมข้อมูลจากพื้นผิวโลกประมาณร้อยละสี่ ซึ่งรวมถึงป่าเขตร้อนและป่าเขตอบอุ่น^{[ 10 ]}

ระบบ LIDAR สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเฉพาะในพื้นที่ที่มีเมฆปกคลุมค่อนข้างน้อยเท่านั้น เมฆปกคลุมหนาแน่นจะปิดกั้นพัลส์เลเซอร์และป้องกันการวัดที่แม่นยำ^{[ 10 ]}

GEDI ใช้ระบบชี้ข้ามเส้นทางแบบแอคทีฟเพื่อช่วยแสดงพื้นที่ที่ไม่ครอบคลุมตามปกติเนื่องจาก รูปแบบวงโคจรของ สถานีอวกาศนานาชาติสิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นเพราะ ISS ไม่ได้อยู่ในวงโคจรที่ซ้ำกันและอาจติดอยู่ในวงโคจรแบบเรโซแนนซ์ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะซ้ำเส้นทางวงโคจรและส่งผลให้เกิดช่องว่างการครอบคลุมขนาดใหญ่^{[ 10 ]}