Laserinstrumentet som sjösattes i omlopp förra månaden ombord på NASA's Ice, Moln och mark Elevation Satellite-2 (ICESat-2) avfyrades för första gången den 30 september. Med var och en av sina 10, 000 pulser per sekund, instrumentet skickar 300 biljoner gröna fotoner av ljus till marken och mäter restiden för de få som återvänder:metoden bakom ICESat-2:s uppdrag att övervaka jordens föränderliga is. På morgonen den 3 oktober, satelliten returnerade sina första höjdmätningar över Antarktis inlandsis.

"Vi väntade alla med andedräkt på att lasrarna skulle starta och se de första fotonerna återvända, "sa Donya Douglas-Bradshaw, projektledaren för ICESat-2:s enda instrument, kallas Advanced Topographic Laser Altimeter System, eller ATLAS. "Att se allt fungera tillsammans i konsert är otroligt spännande. Det finns många rörliga delar och det här är en demonstration av att allt fungerar tillsammans."

ICESat-2 lanserades den 15 september för att exakt mäta höjder och hur de förändras över tiden. Det gör detta genom att ta fram hur lång tid det tar individuella fotoner att lämna satelliten, reflektera från ytan, och återgå till mottagarteleskopet på satelliten. ATLAS -instrumentet kan ta foton med en precision på mindre än en miljarddels sekund, vilket gör att uppdraget kan upptäcka små förändringar i planetens isark, glaciärer och havsis.

När ICESat-2 väl var i rymden, ATLAS -teamet väntade på att sätta på lasrarna i ungefär två veckor för att tillåta jordföroreningar eller gaser att försvinna.

"Det är mycket kritiskt när du avfyrar lasrarna att du inte har föroreningar eftersom du kan skada optiken, "Sa Douglas-Bradshaw." Fjorton dagar är långt bortom den tid som behövs för det, men vi ville vara säkra. "

Under dessa två veckor, ICESat-2-driftsteamet startade och testade rymdskeppens och instrumentets olika system och undersystem, och avfyrade thrusterar för att börja placera satelliten i sin sista polarbana, cirka 500 kilometer över jorden.

Innan lasern ens slogs på, dock, laget väntade ivrigt på ännu en milstolpe, Sa Douglas-Bradshaw. Dörren som skyddade teleskopet och detektorelementen under lanseringen måste öppnas. Teamet hade två chanser att släppa en av två fjäderbelastade stift för att öppna dörren. Detta uppnåddes framgångsrikt den 29 september.

Följande dag, det var laserns tur. Ingenjörsteamet hade arbetat med operationsteamet som styr instrumentet i omloppsbana, så kommandona var redo att gå - först startade lasern själv, väntar på att det ska värma upp, och sedan utfärda kommandon för att sätta den i brandläge.

Lasernerginivåerna hoppade upp, och enheten som startar ATLAS sofistikerade stoppur var aktiv - två olika, oberoende indikatorer på att lasern sköt iväg.

"Vi var alla otroligt glada och glada, alla tog bilder på skärmarna som visade dataplott, "Douglas-Bradshaw sa." Någon noterade:"Nu har vi ett uppdrag, nu har vi ett instrument. '"

Tre dagar senare, ICESat-2-teamet hade det första segmentet av höjddata, taget när satelliten flög över Antarktis.

Datorprogrammerare var uppe hela natten och analyserade breddgraden, longitud och höjd representerat av varje foton som återvände till ATLAS -instrumentet - och klockan 06.00, Tom Neumann, ICESat-2 biträdande projektforskare, textade skärmdumpar av höjddata till resten av laget.

"Det var häftigt, "Neumann sa." Med det i rymden, och inte bara simulera data på marken, är fantastiskt. Detta är riktigt ljus som gick från ATLAS till jorden och tillbaka igen. "

När forskare analyserar de preliminära ICESat-2-data, de undersöker det som kallas "fotonmoln, "eller en ritning av varje foton som ATLAS upptäcker. Många av punkterna på ett fotonmoln är från bakgrundsfoton - naturligt solljus reflekteras från jorden i exakt samma våglängd som laserfotonerna. Men med hjälp av datorprogram som analyserar data , forskare kan extrahera signalen från bruset och identifiera markens höjd nedanför.

Det första fotonmolnet som genereras av ICESat-2 visar en sträcka av höjdmätningar från östra Antarktis, passerar nära Sydpolen på en latitud av 88 grader söder, fortsätter sedan mellan Thwaites Glacier och Pine Island Glacier i västra Antarktis.

Nästa upp för ICESat-2 är en uppsättning procedurer för att optimera instrumentet, Neumann sa:inklusive tester för att säkerställa att lasern pekar i den exakta rätta vinkeln och lasar med den exakt korrekta våglängden för att tillåta så många fotoner som möjligt att träffa detektorn.

"Det kommer att ta ett par veckor till, " han sa, "men ungefär en månad efter lanseringen kommer vi förhoppningsvis att få tillbaka utmärkta data från vetenskaplig kvalitet."