美国国家航空航天局（NASA）戈达德太空飞行中心的科学家于2013年10月30日，提出了通过星载钠激光雷达揭示位于地球表层40~110英里以上（即地球大气层真空区域）地球中间层的化学和动力学之间的复杂关系。戈达德的科学家推进了世界上第一个星载钠激光雷达对地球中间层的研究。戈达德技术人员正在利用用于NASA科学任务的激光系统构建能够太空探测钠的仪器。

　　虽然地球中间层这个比较小的区域中包含其他金属的颗粒，铁、镁、钙、钾，但当这些颗粒遇到地球大气层，在所有地球之外蒸发产生的灰尘中，钠是最容易被检测到。这个尘埃是所谓的黄道尘埃云团的一部分，源于小行星和彗星产生的碎片。而事实证明，钠为地壳中第六个最丰富的元素，可以作为表征地球中间层的示踪剂，对地球大气知之甚少的区域具有敏感的影响。

　　科学家指出，在地球中间层有一层钠原子，当黄光进入该地区，光反射钠颗粒，引起他们产生共鸣，或发光。通过检测返回来的光，就可以测量中间层钠原子的数量，及其运动的温度和速度。而且由于钠的相对丰富，提供揭示了高层大气中发生的更多小规模动态信息的更高分辨率数据。由此，科学家们可以更多地了解太阳能的影响，有助于区分其与人类的影响。

　　图1 Goddard technologists are leveraging laser systems used in a number of NASA science missions to

build an instrument capable of detecting sodium from space.

Image Credit: NASA Goddard/Bill Hrybyk

　　虽然科学家已经利用钠激光雷达进行地面测量至少40年，但他们从来没有利用星载仪器收集数据。其数据仅限于时间和空间，而不能提供全球动态图像。科学家希望通过钠的荧光性绘制整个地球中间层地图。科学家指出，卫星SABER仪（使用宽带发射辐射测量大气探测）假定动态是恒定的，卫星覆盖所有经度需要当地时间60天。SABER为扫描式仪表。换句话说，SABER需要采集来自大气中各个部分的信号。与此形成鲜明对比，钠激光雷达将指出一个特定的点，并只收集该点数据。正因为如此，可以获得了最大未知数的小规模动态。而这些小规模动态被认为是高层大气循环的主要驱动力。

　　激光技术专家认为NASA将受益于星载仪器。科学家已经开发了NASAICESat卫星地球科学激光系统应用科学大气实验室的航天飞机载荷的相关激光技术。