К концу 2014 года Международная Космическая Станция (МКС) обзаведется собственной лазерной пушкой, которая будет доставлена туда в грузовом отсеке космического корабля CRS-5 Dragon компании SpaceX, старт которого намечен на 12 сентября. Эта лазерная система, имеющая название CATS (Cloud-Aerosol Transport System), будет установлена на японском модуле станции JEM-EF (Japanese Experiment Module-Exposed Facility), но, в отличие от лазеров из "Звездных войн" и других фантастических произведений, эта система будет использоваться в более мирных целях.
Основной задачей, которая будет решаться при помощи лазерной системы CATS, разработанной специалистами Центра космических полетов НАСА имени Годдарда, будет изучение распределения и перемещения крошечных аэрозольных и пылевых частиц в атмосфере Земли. Следует отметить, что после извержения 2010 года вулкана Эйяфьядлайёкюдль (Eyjafjallajokull) в Исландии выбросы вулканического пепла стали причиной нескольких отказов двигателей пассажирских и грузовых самолетов, после чего полеты самолетов над территорией Европы и частью прилегающего океана были запрещены. Но, если бы людям было достоверно известно местоположение облаков пепла, то самолеты могли бы летать дальше, придерживаясь безопасных маршрутов.
Для того, чтобы отследить наличие частиц аэрозолей и пыли в атмосфере лазер CATS будет излучать по 5 тысяч импульсов в секунду с энергией 1 миллиджоуля на длинах волн 1064, 532 и 355 нанометров, в диапазоне инфракрасного, видимого и ультрафиолетового света. Такие параметры намного превосходят возможности существующего подобного инструмента дистанционного зондирования атмосферы, спутника Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO). Использование излучения с длиной волны 355 нанометров позволит не только определить наличие и концентрацию загрязняющих частиц в атмосфере, но и измерить их размеры наряду с измерением горизонтальной и вертикальной плотности их распределения. Датчики системы CATS способны улавливать даже одиночные фотоны отраженного лазерного света, что обеспечивает ей высочайшую разрешающую способность, позволяющую изучать во всех деталях процессы, происходящие в различных слоях атмосферы.
Следует заметить, что лазерный сканер спутника CALIPSO излучает мощные импульсы, энергия которых составляет 110 миллиджоулей, с частотой 20 раз в секунду. Система CATS излучает менее мощные импульсы, но следующие с гораздо большей частотой, это является причиной того, что работу системы CATS нельзя будет увидеть во время дня, но ночью ее работу будет видно не хуже, чем работу спутника CALIPSO.
Международная космическая станция является идеальным местом для размещения лазера CATS. Наклон орбиты станции в 51.7 градус позволит при помощи лазера произвести сканирование большей части земной атмосферы один раз за три дня. При этом особо тщательное внимание будет уделяться областям основных транспортных коридоров через Атлантический и Тихий океаны.
