AtmoSat basiert auf drei Hauptinstrumenten und kombiniert die Methode der bildgebenden Infrarot-Horizontsondierung (Hauptinstrument GLORIA) mit schmalbandigen MERIA (Multiple Eye for Remote Investigation of the Atmosphere)-Messungen in anderen Spektralbereichen und GPSRadiookkultation via TRiG (Triple GNSS = GPS/Glonass/Galileo), um Synergien am oberen und unteren Rand des Messbereichs zu erreichen.
GLORIA ist ein abbildendes Fourier-Spektrometer. Es detektiert gegen den Hintergrund des kalten Weltraums Strahlung die von Gasen und Aerosolen in der Atmosphäre emittiert wird. Ein Michelson-Interferometer moduliert die detektierte Strahlung und erlaubt so eine spektrale Diskriminierung. Das Detektorfeld von GLORIA hat mehrere tausend Elemente und ist im im mittleren und thermischen infraroten Spektralbereich empfindlich. GLORIA erzeugt Hypercubes: Daten mit hoher räumlicher und spektraler Auflösung. Es kann in zwei Modi betrieben werden: Der Landscape-Modus ist auf die räumliche Auflösung hin optimiert, während der Portrait-Modus die Anzahl messbarer Spurengase durch eine erhöhte spektrale Auflösung vergrößert.
Das flugzeuggetragene GLORIA Instrument ist technischer und wissenschaftlicher Demonstrator für das AtmoSat Hauptinstrument GLORIA. Das obige Bild zeigt das Spektrometer des flugzeuggetragenen Instruments. Für die Anwendung auf dem Satelliten werden an einigen Stellen andere technische Lösungen zum Einsatz kommen, doch gibt das Bild einen Eindruck von der erwarteteten Baugröße.
Die Instrumentierung ist kompakt und lässt sich deshalb auf einem Kleinsatelliten unterbringen. Für Instrumente und Satellit gibt es erprobte technische Lösungen, deshalb wird das technische Risiko der Mission als gering angesehen.
