Ground observations of a space laser for the assessment of its in-orbit performance

Halim, A.A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Allekotte, I.; Cheminant, K.A.; Almela, A.; Aloisio, R.; Alvarez-Muñiz, J.; Yebra, J.A.; Anastasi, G.A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Anukriti, N.; Apollonio, L.; Aramo, C.; Ferreira, P.R.A.; Arnone, E.; Velázquez, J.C.A.; Assis, P.; Avila, G.; Avocone, E.; Badescu, A.M.; Bakalova, A.; Barbato, F.; Mocellin, A.B.; Bellido, J.A.; Berat, C.; Bertaina, M.E.; Bhatta, G.; Bianciotto, M.; Biermann, P.L.; Binet, V.; Bismark, K.; Bister, T.; Biteau, J.; Blazek, J.; Bleve, C.; Blümer, J.; Boháčová, M.; Boncioli, D.; Bonifazi, C.; Arbeletche, L.B.; Borodai, N.; Brack, J.; Orchera, P.G.B.; Briechle, F.L.; Bueno, A.; Buitink, S.; Buscemi, M.; Bwembya, A.; Büsken, M.; Caballero-Mora, K.S.; Cabana-Freire, S.; Caccianiga, L.; Caruso, R.; Castellina, A.; Catalani, F.; Cataldi, G.; Cazon, L.; Cerda, M.; Cermenati, A.; Chinellato, J.A.; Chudoba, J.; Chytka, L.; Clay, R.W.; Cerutti, A.C.C.; Colalillo, R.; Coleman, A.; Coluccia, M.R.; Conceição, R.; Condorelli, A.; Consolati, G.; Conte, M.; Convenga, F.; dos Santos, D.C.; Costa, P.J.; Covault, C.E.; Cristinziani, M.; Cruz Sanchez, C.S.; Dasso, S.; Daumiller, K.; Dawson, B.R.; de Almeida, R.M.; de Jesús, J.; de Jong, S.J.; de Mello Neto, J.R.T.; de Mitri, I.; de Oliveira, J.; de Oliveira Franco, D.; de Palma, F.; de Souza, V.; de Souza de Errico, B.P.; De Vito, E.; Del Popolo, A.; Deligny, O.; Denner, N.; Deval, L.; di Matteo, A.; Dobre, M.; Dobrigkeit, C.; D’Olivo, J.C.; Mendes, L.M.D.; Dorosti, Q.; dos Anjos, J.C.; dos Anjos, R.C.; Ebr, J.; Ellwanger, F.; Emam, M.; Engel, R.; Epicoco, I.; Erdmann, M.; Etchegoyen, A.; Evoli, C.; Falcke, H.; Farmer, J.; Farrar, G.; Fauth, A.C.; Fazzini, N.; Feldbusch, F.; Fenu, F.; Fernandes, A.; Fick, B.; Figueira, J.M.; Filipčič, A.; Fitoussi, T.; Flaggs, B.; Fodran, T.; Fujii, T.; Fuster, A.; Galea, C.; Galelli, C.; Garca, B.; Gaudu, C.; Gemmeke, H.; Gesualdi, F.; Gherghel-Lascu, A.; Ghia, P.L.; Giaccari, U.; Glombitza, J.; Gobbi, F.; Gollan, F.; Golup, G.; Gongora, J.P.; González, J.M.; González, N.; Goos, I.; Gorgi, A.; Gottowik, M.; Grubb, T.D.; Guarino, F.; Guedes, G.P.; Guido, E.; Berisso, M.G.; Vitale, P.F.G.; Góra, D.; Gülzow, L.; Hahn, S.; Hamal, P.; Hampel, M.R.; Hansen, P.; Harari, D.; Harvey, V.M.; Haungs, A.; Hebbeker, T.; Hojvat, C.; Horvath, P.; Hrabovský, M.; Huege, T.; Hörandel, J.R.; Insolia, A.; Isar, P.G.; Janecek, P.; Johnsen, J.A.; Jurysek, J.; Kampert, K.H.; Keilhauer, B.; Khakurdikar, A.; Covilakam, V.V.K.; Klages, H.O.; Kleifges, M.; Knapp, F.; Kunka, N.; Köhler, J.; Lago, B.L.; Langner, N.; de Oliveira, M.A.L.; Lema-Capeans, Y.; Letessier-Selvon, A.; Lhenry-Yvon, I.; Lopes, L.; Lu, L.; Luce, Q.; Lundquist, J.P.; Machado Payeras, A.; Majercakova, M.; Mandat, D.; Manning, B.C.; Mantsch, P.; Marafico, S.; Mariani, F.M.; Mariazzi, A.G.; Mariş, I.C.; Marsella, G.; Martello, D.; Martinelli, S.; Martins, M.A.; Martínez Bravo, O.; Mathes, H.J.; Matthews, J.; Matthiae, G.; Mayotte, E.; Mayotte, S.; Mazur, P.O.; Medina-Tanco, G.; Meinert, J.; Melo, D.; Menshikov, A.; Merx, C.; Michal, S.; Micheletti, M.I.; Miramonti, L.; Mollerach, S.; Montanet, F.; Morejon, L.; Morello, C.; Mulrey, K.; Mussa, R.; Namasaka, W.M.; Negi, S.; Nellen, L.; Nguyen, K.; Nicora, G.; Niechciol, M.; Nitz, D.; Nosek, D.; Novotny, V.; Nožka, L.; Nucita, A.; Núñez, L.A.; Oliveira, C.; Palatka, M.; Pallotta, J.; Panja, S.; Parente, G.; Paulsen, T.; Pawlowsky, J.; Pech, M.; Pelayo, R.; Pereira, L.A.S.; Martins, E.E.P.; Armand, J.P.; Perrone, L.; Petrera, S.; Petrucci, C.; Pierog, T.; Pimenta, M.; Platino, M.; Pont, B.; Pothast, M.; Shahvar, M.P.; Privitera, P.; Prouza, M.; Puyleart, A.; Pérez Bertolli, C.; Pękala, J.; Querchfeld, S.; Rautenberg, J.; Ravignani, D.; Akim, J.V.R.; Reininghaus, M.; Ridky, J.; Riehn, F.; Risse, M.; Rizi, V.; Carvalho, W.R.D.; Rodriguez, E.; Rodriguez Rojo, J.; Roncoroni, M.J.; Rossoni, S.; Roth, M.; Roulet, E.; Rovero, A.C.; Ruehl, P.; Saftoiu, A.; Saharan, M.; Salamida, F.; Salazar, H.; Salina, G.; Sanabria Gomez, J.D.; Santos, E.M.; Santos, E.; Sarazin, F.; Sarmento, R.; Sato, R.; Savina, P.; Scherini, V.; Schieler, H.; Schimassek, M.; Schimp, M.; Schmidt, D.; Scholten, O.; Schoorlemmer, H.; Schovánek, P.; Schröder, F.G.; Schulte, J.; Schulz, T.; Schäfer, C.M.; Sciutto, S.J.; Scornavacche, M.; Segreto, A.; Sehgal, S.; Shivashankara, S.U.; Sigl, G.; Silli, G.; Sima, O.; Simkova, K.; Simon, F.; Smau, R.; Šmída, R.; Sommers, P.; Soriano, J.F.; Squartini, R.; Stadelmaier, M.; Stanič, S.; Stasielak, J.; Stassi, P.; Straub, M.; Strähnz, S.; Suomijärvi, T.; Supanitsky, A.D.; Svozilikova, Z.; Szadkowski, Z.; Sánchez, F.; Tairli, F.; Tapia, A.; Taricco, C.; Timmermans, C.; Tkachenko, O.; Tobiska, P.; Todero Peixoto, C.J.; Tomé, B.; Torrès, Z.; Travaini, A.; Travnicek, P.; Trimarelli, C.; Tueros, M.; Unger, M.; Vaclavek, L.; Vacula, M.; Valdés Galicia, J.F.; Valore, L.; Varela, E.; Veberič, D.; Ventura, C.; Vergara Quispe, I.D.; Verzi, V.; Vicha, J.; Vink, J.; Vlastimil, J.; Vorobiov, S.; Vásquez-Ramírez, A.; Watanabe, C.; Watson, A.A.; Weindl, A.; Wiencke, L.; Wilczyński, H.; Wittkowski, D.; Wundheiler, B.; Yue, B.; Yushkov, A.; Zapparrata, O.; Zas, E.; Zavrtanik, D.; Zavrtanik, M.; Lux, O.; Krisch, I.; Reitebuch, O.; Huber, D.; Wernham, D.; Parrinello, T.

doi:10.1364/optica.507619

The wind mission Aeolus of the European Space Agency was a groundbreaking achievement for Earth observation. Between 2018 and 2023, the space-borne lidar instrument ALADIN onboard the Aeolus satellite measured atmospheric wind profiles with global coverage, which contributed to improving the accuracy of numerical weather prediction. The precision of the wind observations, however, declined over the course of the mission due to a progressive loss of the atmospheric backscatter signal. The analysis of the root cause was supported by the Pierre Auger Observatory in Argentina whose fluorescence detector registered the ultraviolet laser pulses emitted from the instrument in space, thereby offering an estimation of the laser energy at the exit of the instrument for several days in 2019, 2020, and 2021. The reconstruction of the laser beam not only allowed for an independent assessment of the Aeolus performance, but also helped to improve the accuracy in the determination of the laser beam’s ground track on single pulse level. The results presented in this paper set a precedent for the monitoring of space lasers by ground-based telescopes and open new possibilities for the calibration of cosmic-ray observatories.

Ground observations of a space laser for the assessment of its in-orbit performance / A.A. Halim, P. Abreu, M. Aglietta, I. Allekotte, K.A. Cheminant, A. Almela, R. Aloisio, J. Alvarez-Muñiz, J.A. Yebra, G.A. Anastasi, L. Anchordoqui, B. Andrada, S. Andringa, N. Anukriti, L. Apollonio, C. Aramo, P.R.A. Ferreira, E. Arnone, J.C.A. Velázquez, P. Assis, G. Avila, E. Avocone, A.M. Badescu, A. Bakalova, F. Barbato, A.B. Mocellin, J.A. Bellido, C. Berat, M.E. Bertaina, G. Bhatta, M. Bianciotto, P.L. Biermann, V. Binet, K. Bismark, T. Bister, J. Biteau, J. Blazek, C. Bleve, J. Blümer, M. Boháčová, D. Boncioli, C. Bonifazi, L.B. Arbeletche, N. Borodai, J. Brack, P.G.B. Orchera, F.L. Briechle, A. Bueno, S. Buitink, M. Buscemi, A. Bwembya, M. Büsken, K.S. Caballero-Mora, S. Cabana-Freire, L. Caccianiga, R. Caruso, A. Castellina, F. Catalani, G. Cataldi, L. Cazon, M. Cerda, A. Cermenati, J.A. Chinellato, J. Chudoba, L. Chytka, R.W. Clay, A.C.C. Cerutti, R. Colalillo, A. Coleman, M.R. Coluccia, R. Conceição, A. Condorelli, G. Consolati, M. Conte, F. Convenga, D.C. dos Santos, P.J. Costa, C.E. Covault, M. Cristinziani, C.S. Cruz Sanchez, S. Dasso, K. Daumiller, B.R. Dawson, R.M. de Almeida, J. de Jesús, S.J. de Jong, J.R.T. de Mello Neto, I. de Mitri, J. de Oliveira, D. de Oliveira Franco, F. de Palma, V. de Souza, B.P. de Souza de Errico, E. De Vito, A. Del Popolo, O. Deligny, N. Denner, L. Deval, A. di Matteo, M. Dobre, C. Dobrigkeit, J.C. D’Olivo, L.M.D. Mendes, Q. Dorosti, J.C. dos Anjos, R.C. dos Anjos, J. Ebr, F. Ellwanger, M. Emam, R. Engel, I. Epicoco, M. Erdmann, A. Etchegoyen, C. Evoli, H. Falcke, J. Farmer, G. Farrar, A.C. Fauth, N. Fazzini, F. Feldbusch, F. Fenu, A. Fernandes, B. Fick, J.M. Figueira, A. Filipčič, T. Fitoussi, B. Flaggs, T. Fodran, T. Fujii, A. Fuster, C. Galea, C. Galelli, B. Garca, C. Gaudu, H. Gemmeke, F. Gesualdi, A. Gherghel-Lascu, P.L. Ghia, U. Giaccari, J. Glombitza, F. Gobbi, F. Gollan, G. Golup, J.P. Gongora, J.M. González, N. González, I. Goos, A. Gorgi, M. Gottowik, T.D. Grubb, F. Guarino, G.P. Guedes, E. Guido, M.G. Berisso, P.F.G. Vitale, D. Góra, L. Gülzow, S. Hahn, P. Hamal, M.R. Hampel, P. Hansen, D. Harari, V.M. Harvey, A. Haungs, T. Hebbeker, C. Hojvat, P. Horvath, M. Hrabovský, T. Huege, J.R. Hörandel, A. Insolia, P.G. Isar, P. Janecek, J.A. Johnsen, J. Jurysek, K.H. Kampert, B. Keilhauer, A. Khakurdikar, V.V.K. Covilakam, H.O. Klages, M. Kleifges, F. Knapp, N. Kunka, J. Köhler, B.L. Lago, N. Langner, M.A.L. de Oliveira, Y. Lema-Capeans, A. Letessier-Selvon, I. Lhenry-Yvon, L. Lopes, L. Lu, Q. Luce, J.P. Lundquist, A. Machado Payeras, M. Majercakova, D. Mandat, B.C. Manning, P. Mantsch, S. Marafico, F.M. Mariani, A.G. Mariazzi, I.C. Mariş, G. Marsella, D. Martello, S. Martinelli, M.A. Martins, O. Martínez Bravo, H.J. Mathes, J. Matthews, G. Matthiae, E. Mayotte, S. Mayotte, P.O. Mazur, G. Medina-Tanco, J. Meinert, D. Melo, A. Menshikov, C. Merx, S. Michal, M.I. Micheletti, L. Miramonti, S. Mollerach, F. Montanet, L. Morejon, C. Morello, K. Mulrey, R. Mussa, W.M. Namasaka, S. Negi, L. Nellen, K. Nguyen, G. Nicora, M. Niechciol, D. Nitz, D. Nosek, V. Novotny, L. Nožka, A. Nucita, L.A. Núñez, C. Oliveira, M. Palatka, J. Pallotta, S. Panja, G. Parente, T. Paulsen, J. Pawlowsky, M. Pech, R. Pelayo, L.A.S. Pereira, E.E.P. Martins, J.P. Armand, L. Perrone, S. Petrera, C. Petrucci, T. Pierog, M. Pimenta, M. Platino, B. Pont, M. Pothast, M.P. Shahvar, P. Privitera, M. Prouza, A. Puyleart, C. Pérez Bertolli, J. Pękala, S. Querchfeld, J. Rautenberg, D. Ravignani, J.V.R. Akim, M. Reininghaus, J. Ridky, F. Riehn, M. Risse, V. Rizi, W.R.D. Carvalho, E. Rodriguez, J. Rodriguez Rojo, M.J. Roncoroni, S. Rossoni, M. Roth, E. Roulet, A.C. Rovero, P. Ruehl, A. Saftoiu, M. Saharan, F. Salamida, H. Salazar, G. Salina, J.D. Sanabria Gomez, E.M. Santos, E. Santos, F. Sarazin, R. Sarmento, R. Sato, P. Savina, V. Scherini, H. Schieler, M. Schimassek, M. Schimp, D. Schmidt, O. Scholten, H. Schoorlemmer, P. Schovánek, F.G. Schröder, J. Schulte, T. Schulz, C.M. Schäfer, S.J. Sciutto, M. Scornavacche, A. Segreto, S. Sehgal, S.U. Shivashankara, G. Sigl, G. Silli, O. Sima, K. Simkova, F. Simon, R. Smau, R. Šmída, P. Sommers, J.F. Soriano, R. Squartini, M. Stadelmaier, S. Stanič, J. Stasielak, P. Stassi, M. Straub, S. Strähnz, T. Suomijärvi, A.D. Supanitsky, Z. Svozilikova, Z. Szadkowski, F. Sánchez, F. Tairli, A. Tapia, C. Taricco, C. Timmermans, O. Tkachenko, P. Tobiska, C.J. Todero Peixoto, B. Tomé, Z. Torrès, A. Travaini, P. Travnicek, C. Trimarelli, M. Tueros, M. Unger, L. Vaclavek, M. Vacula, J.F. Valdés Galicia, L. Valore, E. Varela, D. Veberič, C. Ventura, I.D. Vergara Quispe, V. Verzi, J. Vicha, J. Vink, J. Vlastimil, S. Vorobiov, A. Vásquez-Ramírez, C. Watanabe, A.A. Watson, A. Weindl, L. Wiencke, H. Wilczyński, D. Wittkowski, B. Wundheiler, B. Yue, A. Yushkov, O. Zapparrata, E. Zas, D. Zavrtanik, M. Zavrtanik, O. Lux, I. Krisch, O. Reitebuch, D. Huber, D. Wernham, T. Parrinello. - In: OPTICA. - ISSN 2334-2536. - 11:2(2024 Feb 15), pp. 263-272. [10.1364/optica.507619]

Ground observations of a space laser for the assessment of its in-orbit performance

Halim, A. Abdul;Abreu, P.;Aglietta, M.;Allekotte, I.;Cheminant, K. Almeida;Almela, A.;Aloisio, R.;Alvarez-Muñiz, J.;Yebra, J. Ammerman;Anastasi, G. A.;Anchordoqui, L.;Andrada, B.;Andringa, S.;Anukriti, null;L. Apollonio;Aramo, C.;Ferreira, P. R. Araújo;Arnone, E.;Velázquez, J. C. Arteaga;Assis, P.;Avila, G.;Avocone, E.;Badescu, A. M.;Bakalova, A.;Barbato, F.;Mocellin, A. Bartz;Bellido, J. A.;Berat, C.;Bertaina, M. E.;Bhatta, G.;Bianciotto, M.;Biermann, P. L.;Binet, V.;Bismark, K.;Bister, T.;Biteau, J.;Blazek, J.;Bleve, C.;Blümer, J.;Boháčová, M.;Boncioli, D.;Bonifazi, C.;Arbeletche, L. Bonneau;Borodai, N.;Brack, J.;Orchera, P. G. Brichetto;Briechle, F. L.;Bueno, A.;Buitink, S.;Buscemi, M.;Bwembya, A.;Büsken, M.;Caballero-Mora, K. S.;Cabana-Freire, S.;L. Caccianiga;Caruso, R.;Castellina, A.;Catalani, F.;Cataldi, G.;Cazon, L.;Cerda, M.;Cermenati, A.;Chinellato, J. A.;Chudoba, J.;Chytka, L.;Clay, R. W.;Cerutti, A. C. Cobos;Colalillo, R.;Coleman, A.;Coluccia, M. R.;Conceição, R.;Condorelli, A.;Consolati, G.;Conte, M.;Convenga, F.;dos Santos, D. Correia;Costa, P. J.;Covault, C. E.;Cristinziani, M.;Cruz Sanchez, C. S.;Dasso, S.;Daumiller, K.;Dawson, B. R.;de Almeida, R. M.;de Jesús, J.;de Jong, S. J.;de Mello Neto, J. R. T.;de Mitri, I.;de Oliveira, J.;de Oliveira Franco, D.;de Palma, F.;de Souza, V.;de Souza de Errico, B. P.;De Vito, E.;Del Popolo, A.;Deligny, O.;Denner, N.;Deval, L.;di Matteo, A.;Dobre, M.;Dobrigkeit, C.;D’Olivo, J. C.;Mendes, L. M. Domingues;Dorosti, Q.;dos Anjos, J. C.;dos Anjos, R. C.;Ebr, J.;Ellwanger, F.;Emam, M.;Engel, R.;Epicoco, I.;Erdmann, M.;Etchegoyen, A.;Evoli, C.;Falcke, H.;Farmer, J.;Farrar, G.;Fauth, A. C.;Fazzini, N.;Feldbusch, F.;Fenu, F.;Fernandes, A.;Fick, B.;Figueira, J. M.;Filipčič, A.;Fitoussi, T.;Flaggs, B.;Fodran, T.;Fujii, T.;Fuster, A.;Galea, C.;C. Galelli;Garca, B.;Gaudu, C.;Gemmeke, H.;Gesualdi, F.;Gherghel-Lascu, A.;Ghia, P. L.;Giaccari, U.;Glombitza, J.;Gobbi, F.;Gollan, F.;Golup, G.;Gongora, J. P.;González, J. M.;González, N.;Goos, I.;Gorgi, A.;Gottowik, M.;Grubb, T. D.;Guarino, F.;Guedes, G. P.;Guido, E.;Berisso, M. Gómez;Vitale, P. F. Gómez;Góra, D.;Gülzow, L.;Hahn, S.;Hamal, P.;Hampel, M. R.;Hansen, P.;Harari, D.;Harvey, V. M.;Haungs, A.;Hebbeker, T.;Hojvat, C.;Horvath, P.;Hrabovský, M.;Huege, T.;Hörandel, J. R.;Insolia, A.;Isar, P. G.;Janecek, P.;Johnsen, J. A.;Jurysek, J.;Kampert, K. H.;Keilhauer, B.;Khakurdikar, A.;Covilakam, V. V. Kizakke;Klages, H. O.;Kleifges, M.;Knapp, F.;Kunka, N.;Köhler, J.;Lago, B. L.;Langner, N.;de Oliveira, M. A. Leigui;Lema-Capeans, Y.;Letessier-Selvon, A.;Lhenry-Yvon, I.;Lopes, L.;Lu, L.;Luce, Q.;Lundquist, J. P.;Machado Payeras, A.;Majercakova, M.;Mandat, D.;Manning, B. C.;Mantsch, P.;Marafico, S.;F.M. Mariani;Mariazzi, A. G.;Mariş, I. C.;Marsella, G.;Martello, D.;Martinelli, S.;Martins, M. A.;Martínez Bravo, O.;Mathes, H. J.;Matthews, J.;Matthiae, G.;Mayotte, E.;Mayotte, S.;Mazur, P. O.;Medina-Tanco, G.;Meinert, J.;Melo, D.;Menshikov, A.;Merx, C.;Michal, S.;Micheletti, M. I.;L. Miramonti;Mollerach, S.;Montanet, F.;Morejon, L.;Morello, C.;Mulrey, K.;Mussa, R.;Namasaka, W. M.;Negi, S.;Nellen, L.;Nguyen, K.;Nicora, G.;Niechciol, M.;Nitz, D.;Nosek, D.;Novotny, V.;Nožka, L.;Nucita, A.;Núñez, L. A.;Oliveira, C.;Palatka, M.;Pallotta, J.;Panja, S.;Parente, G.;Paulsen, T.;Pawlowsky, J.;Pech, M.;Pelayo, R.;Pereira, L. A. S.;Martins, E. E. Pereira;Armand, J. Perez;Perrone, L.;Petrera, S.;Petrucci, C.;Pierog, T.;Pimenta, M.;Platino, M.;Pont, B.;Pothast, M.;Shahvar, M. Pourmohammad;Privitera, P.;Prouza, M.;Puyleart, A.;Pérez Bertolli, C.;Pękala, J.;Querchfeld, S.;Rautenberg, J.;Ravignani, D.;Akim, J. V. Reginatto;Reininghaus, M.;Ridky, J.;Riehn, F.;Risse, M.;Rizi, V.;Carvalho, W. Rodrigues de;Rodriguez, E.;Rodriguez Rojo, J.;Roncoroni, M. J.;Rossoni, S.;Roth, M.;Roulet, E.;Rovero, A. C.;Ruehl, P.;Saftoiu, A.;Saharan, M.;Salamida, F.;Salazar, H.;Salina, G.;Sanabria Gomez, J. D.;Santos, E. M.;Santos, E.;Sarazin, F.;Sarmento, R.;Sato, R.;Savina, P.;V. Scherini;Schieler, H.;Schimassek, M.;Schimp, M.;Schmidt, D.;Scholten, O.;Schoorlemmer, H.;Schovánek, P.;Schröder, F. G.;Schulte, J.;Schulz, T.;Schäfer, C. M.;Sciutto, S. J.;Scornavacche, M.;Segreto, A.;Sehgal, S.;Shivashankara, S. U.;Sigl, G.;Silli, G.;Sima, O.;Simkova, K.;Simon, F.;Smau, R.;Šmída, R.;Sommers, P.;Soriano, J. F.;Squartini, R.;Stadelmaier, M.;Stanič, S.;Stasielak, J.;Stassi, P.;Straub, M.;Strähnz, S.;Suomijärvi, T.;Supanitsky, A. D.;Svozilikova, Z.;Szadkowski, Z.;Sánchez, F.;Tairli, F.;Tapia, A.;Taricco, C.;Timmermans, C.;Tkachenko, O.;Tobiska, P.;Todero Peixoto, C. J.;Tomé, B.;Torrès, Z.;Travaini, A.;Travnicek, P.;Trimarelli, C.;Tueros, M.;Unger, M.;Vaclavek, L.;Vacula, M.;Valdés Galicia, J. F.;Valore, L.;Varela, E.;Veberič, D.;Ventura, C.;Vergara Quispe, I. D.;Verzi, V.;Vicha, J.;Vink, J.;Vlastimil, J.;Vorobiov, S.;Vásquez-Ramírez, A.;Watanabe, C.;Watson, A. A.;Weindl, A.;Wiencke, L.;Wilczyński, H.;Wittkowski, D.;Wundheiler, B.;Yue, B.;Yushkov, A.;Zapparrata, O.;Zas, E.;Zavrtanik, D.;Zavrtanik, M.;Lux, Oliver;Krisch, Isabell;Reitebuch, Oliver;Huber, Dorit;Wernham, Denny;Parrinello, Tommaso

2024

Abstract

The wind mission Aeolus of the European Space Agency was a groundbreaking achievement for Earth observation. Between 2018 and 2023, the space-borne lidar instrument ALADIN onboard the Aeolus satellite measured atmospheric wind profiles with global coverage, which contributed to improving the accuracy of numerical weather prediction. The precision of the wind observations, however, declined over the course of the mission due to a progressive loss of the atmospheric backscatter signal. The analysis of the root cause was supported by the Pierre Auger Observatory in Argentina whose fluorescence detector registered the ultraviolet laser pulses emitted from the instrument in space, thereby offering an estimation of the laser energy at the exit of the instrument for several days in 2019, 2020, and 2021. The reconstruction of the laser beam not only allowed for an independent assessment of the Aeolus performance, but also helped to improve the accuracy in the determination of the laser beam’s ground track on single pulse level. The results presented in this paper set a precedent for the monitoring of space lasers by ground-based telescopes and open new possibilities for the calibration of cosmic-ray observatories.

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	Settori scientifico-disciplinari dell'articolo
	
			Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/05 - Astronomia e Astrofisica
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
		
	Data di pubblicazione
	
			15-feb-2024
		
	Rivista in ANCE
	
			OPTICA
		
	DOI
	
			https://dx.doi.org/10.1364/optica.507619
		
	Tipologia
	
			Article (author)
		
	Appare nelle tipologie:
	
			01 - Articolo su periodico

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