Misión al planeta Tierra: un resumen

Desde el comienzo de esta Crónica, nos hemos centrado sobre todo en las misiones que se dirigen a otros planetas. A partir de ahora, también nos dedicaremos, en la medida de lo posible, de las misiones dedicadas a nuestro propio planeta. Son igual de interesantes, o más, ya que lo que nos proporcionan tiene un fuerte impacto sobre toda la sociedad, y si se combinan con la información obtenida por las sondas espaciales, puede tener buena parte de las respuestas de hacia dónde puede evolucionar la Tierra. La situación actual es la siguiente.

Desde principios de los años 1960, las agencias espaciales llevan estudiando nuestro planeta, el impacto de todas las características entre ellas, e incluso nuestro propio impacto sobre el medio ambiente. Todo este caudal de información nos ha proporcionado una perspectiva global en que cada elemento que da forma a la Tierra tiene un profundo impacto en el resto. De esta manera, la investigación terrestre mediante satélites ha llevado a un estudio general de lo que se ha llamado el sistema terrestre. Es por todos conocido que la Tierra posee tierra emergida, vastos océanos, y una atmósfera que permite la vida, y esta vida también permite mantener la atmósfera, controlar la climatología y evitar que las tierras emergidas pierdan todas sus propiedades. Además, la gran influencia del Sol provoca amplios efectos sobre el sistema terrestre, tanto en el mismo globo como en la magnetosfera que nos protege. Para ir conociendo mejor estos efectos, cada vez han sido puestos en órbita satélites más potentes y capaces con el objeto de paliar en su mayoría los efectos de los fenómenos que suceden en la Tierra y que ponen en peligro la sociedad. Por ello, cuanta más información se tenga, mejor se podrán pronosticar muchos de estos fenómenos y reducir sus efectos. También hay muchos satélites dedicados a ayudar a la sociedad de otras maneras: mejorar las cosechas, planificar la expansión urbana, estudiar la geología y la biología, y detectar nuevos recursos susceptibles de ser aprovechados. Con todo este conjunto, allí arriba tenemos una enorme legión que tienen observado nuestro planeta al detalle.

La NASA posee uno de los mayores programas de observación global de la Tierra, el llamado EOS (Sistema de Observación Terrestre). Este programa estaba integrado, cuando se creó, por 10 satélites, de los cuales tres son las herramientas principales. El primer vehículo del programa es Terra, también

llamado EOS AM-1. Recibe este nombre por la palabra latina que significa Tierra, y uno de los objetivos fundamentales de este satélite es el estudio de la superficie continental, pero también estudia a la vez la atmósfera, la climatología y los océanos. Es un gran satélite de 6.8 metros de largo x 3.5 de diámetro, y a plena carga, daba un peso en tierra de 5.190 kg. Está situado en una órbita polar sincrónica solar, a 705 km. de altitud, que cruza el ecuador a las 10:30 de la mañana de norte a sur (nodo descendente), y equipa cinco instrumentos muy capaces (ASTER, CERES [dos unidades], MISR, MODIS y MOPITT) capaces de observar la superficie (resoluciones de 15 a 250 metros), monitorizar los efectos de las interacciones entre las cuatro esferas terrestres (superficie emergida, océanos, atmósfera y biosfera), mientras que
analiza y sigue la cantidad de sustancias que genera la polución de las ciudades. Los objetivos de Terra en esencia se estructuran en cuatro (comenzar la monitorización a largo plazo del sistema terrestre, ayudar a la predicción de desastres, mejorar nuestra habilidad de detectar los efectos del ser humano sobre el planeta, y proporcionar los primeros datos estacionales y anuales del sistema terrestre) y desde su lanzamiento en diciembre de 1999, hasta la fecha, lo está realizando con devoción y atención. Otra de las misiones de Terra es obtener información sobre la cantidad de energía solar (o radiación termal) que llega a la Tierra, cuánta la abandona y cuánta se queda por efectos de los gases de la atmósfera. Terra es considerado el buque insignia de EOS, de esta manera lidera una de las dos principales constelaciones de satélites de monitorización terrestre, la llamada Constelación de la Mañana, que junto con Terra, hay otros tres satélites que comparten sus características orbitales. En mayo del 2002 la NASA lanzó el “hermano” de Terra. Recibió el nombre de Aqua (o EOS PM-1), por la palabra latina para Agua. Situado en una

órbita en esencia idéntica, pero en otra posición distinta (también orbita a 705 km. sobre la Tierra, pero cruza el ecuador a la 1:30 de la tarde de sur a norte, también llamado nodo ascendente) como su propio nombre indica está dedicado al estudio de las masas oceánicas, su interacción con la atmósfera y la superficie continental. Comparte con Terra el diseño del bus, aunque es un poco más grande (4.81 x 16.70 x 8.04 metros) y más ligero (2.934 kg. en el momento del lanzamiento). Aqua también es líder de su propia constelación de satélites, la Constelación de la Tarde, más conocida como Tren A, dedicada principalmente al estudio en general de la atmósfera. También dispone de seis instrumentos (AIRS, CERES [dos unidades], MODIS, AMSU-A [dos unidades], AMSR-E y HSB), y está dedicado a proporcionar datos sobre el ciclo del agua, la circulación oceánica, el cambio global, los efectos de las nubes y de los procesos hidrológicos terrestres sobre el clima y la respuesta de los ecosistemas al cambio global y el ciclo del carbono atmosférico. Y en julio del 2004 se puso en órbita el tercero de los satélites principales de EOS. Aura (por la palabra latina que significa aire), como su nombre indica, está

centrado en la observación de la atmósfera. Comparte plataforma con Terra y Aqua, y tiene unas dimensiones de 4.70 x 17.37 x 6.91 metros, y declaraba un peso en báscula de 2.967 kg. Comparte Tren A con Aqua, y es el que cierra esta constelación. Carga cuatro instrumentos (HIRDLS, MLS, OMI y TES [no confundir con el instrumento TES de la sonda marciana Mars Global Surveyor]) dedicados a controlar la calidad del aire en la atmósfera, la cantidad de ozono atmosférico y el clima en general. De esta manera, en combinación con Aqua y el resto de satélites del Tren A, Aura proporciona una visión global de la evolución mensual, estacional y anual de la atmósfera terrestre. Recientemente, se ha puesto en órbita un satélite de nueva generación para ayudar, y posteriormente sustituir, a estos satélites. Se llama Suomi NPP, Asociación Polar Nacional Suomi, conocido antes como Proyecto Preparatorio

NPOESS (Sistema Nacional de Satélites Medioambientales Operacionales en Órbita Polar). Este vehículo es una mezcla de satélite medioambiental y probador de nuevos instrumentos tecnológicos, que en un futuro puedan incorporar los satélites sustitutos de Terra, Aqua y Aura. Esta misión debería haber sido lanzada cinco años antes de cuando lo ha hecho (noviembre del 2011) y los avatares políticos han provocado cambios en la formulación de los proyectos. El principal es que NPOESS fue reestructurado para convertirse en JPSS, Sistema Conjunto de Satélites Polares, en el que colaboran la NASA y el NOAA, la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, en esencia, el servicio meteorológico estadounidense. Debido a que muchos de los datos de EOS acaban siendo utilizados por los servicios meteorológicos, el NOAA ha decidido colaborar con la NASA para así compartir datos y reducir el tiempo de procesamiento y distribución. Suomi NPP es un satélite de gran tamaño (2.128 kg. a plena carga) que equipa cuatro instrumentos novedosos (VIIRS, CrIS, ATMS y OMPS) y una actualización de uno ya existente (CERES). En esencia, su misión se puede comparar a la de Terra, Aqua y Aura, con unos objetivos similares, ya que monitoriza la superficie y los océanos, analiza la atmósfera (temperatura y humedad) y determina la cantidad de ozono atmosférico, aunque con la diferencia de que orbita a mayor altitud. Las características orbitales de Suomi NPP recuerdan a las del Tren A, es decir, trayectoria polar sincrónica solar, cruzando el ecuador a la 1:30 de la tarde en nodo ascendente, pero a 824 km. El objetivo final de Suomi NPP es servir de puente entre EOS y JPSS, proporcionando continuidad en los datos entre estos dos programas.

Todo esto, en cuanto a la NASA. Lo contado arriba no quiere decir que otras agencias estén de brazos cruzados, todo lo contrario. La Agencia Europea del Espacio también tiene un muy importante programa de monitorización del sistema terrestre. Se llama Living Planet, y ha desplegado satélites muy útiles para controlar la evolución de diversos aspectos de nuestro planeta. Los principales satélites que tenía la ESA para monitorización global, por desgracia, han dejado de operar. Este programa se inició en 1991 con el lanzamiento de ERS-1, el satélite europeo de escaneo remoto, al que le siguió ERS-2 en 1995. Usando instrumentos idénticos en general, estos dos gemelos han revolucionado la visión que tenemos de la Tierra, y esta visión alcanzó grado superlativo con Envisat, un gigante de más de ocho

toneladas de peso en Tierra capaz de observar el sistema terrestre de una vez, obteniendo imágenes en visible, a través de radar, e infrarrojas, mediciones de la topografía terrestre y oceánica, datos atmosféricos acerca del ozono, humedad y aerosoles, y calcular la velocidad y dirección del viento. Envisat fue situado en órbita polar en marzo del 2002, y ha funcionado conjuntamente con ERS-2 (ERS-1 cesó sus operaciones en el año 2000) proporcionando información muy importante, consiguiendo monitorizar desastres con una precisión sin precedentes. De esta manera, entre erupciones volcánicas, incendios, riadas, etc., ha sido muy solicitado. También se hizo famoso siguiendo el desastre de aquel buque petrolero, el Prestige, que llenó de porquería gran parte de la costa gallega. Como hemos dicho, ya no los tenemos. ERS-2 fue apagado en septiembre del 2011, y Envisat se perdió en abril de este año. Se esperaba que el mayor satélite de investigación terrestre pudiera funcionar hasta el 2014, que era la fecha en la que la ESA esperaba tener en funcionamiento los sustitutos de Envisat.

Hasta ahora hemos hablado de los satélites multipropósito. Acompañándolos, existe también una alta concentración de satélites con objetivos mucho más concretos, que se pueden dividir en todas las partes del sistema terrestre: la superficie, los océanos, la atmósfera y la magnetosfera. De la primera categoría, son posiblemente los menos conocidos. En abril de 1999, la NASA lanzó para el programa de satélites comerciales Landsat el Landsat 7, el hasta ahora último de esta serie de satélites. Este satélite desplazaba menos de dos toneladas en el momento del lanzamiento, y trabaja en una órbita polar sincrónica a 705 km. sobre nuestro planeta. Realmente Landsat 7 se puede considerar como el primer satélite de la Constelación de la Mañana, ya que alcanzó esa trayectoria ocho meses antes que Terra. Solo porta un instrumento, el ETM+ (Cartógrafo Temático Mejorado Plus), que es capaz de observar la superficie terrestre con una resolución de 15 metros en blanco y negro, 30 metros en visible, infrarrojo cercano e infrarrojo medio y 60 metros en infrarrojo termal. Fue diseñado para realizar imágenes del suelo en forma de tiras diagonales de 180 km. de ancho, que luego un sistema corrector de a bordo procesaba para ofrecer productos de alta calidad compensando el movimiento orbital de Landsat 7. Es capaz de producir 532 imágenes al día, guardándolas en una memoria de estado sólido de 378 gigabits. Por desgracia para la misión y los usuarios de estas imágenes (granjeros, planificadores urbanos, políticos, geólogos, etc.) en el año 2003 el sistema corrector dejó de funcionar de manera permanente, dando como resultado una pérdida de un 22% de los datos adquiridos por el satélite. Aún con eso, Landsat 7 sigue siendo válido, y gracias a todas las imágenes recolectadas este archivo ha sido utilizado para crear varios servicios de mapas por internet, uno de los más célebres el Google Maps. Un minuto por detrás de este vehículo, está uno de los más curiosos y desconocidos: Earth Observing-1. Este satélite, lanzado en noviembre

del 2000 junto con el argentino SAC-C, que comparte Constelación con ellos, pertenecía en un principio al programa de desarrollo tecnológico New Millenium, y estaba dedicado en principio a la validación de novedosos componentes diseñados para simplificar, reducir y abaratar los vehículos espaciales manteniendo unas capacidades científicas idénticas (o superiores) a los ya existentes. Comparado con Terra es bastante pequeño, si lo hacemos con Envisat resulta diminuto (apenas 573 kg.). Sin embargo, eso no quiere decir que sea menos capaz. Earth Observing-1 fue construido para probar y validar nueve avances tecnológicos, siendo tres de ellos componentes científicos. El principal, ALI (Cámara Terrestre Avanzada) es un sistema diseñado para probar que con elementos más pequeños puede obtener resultados comparables a los que consiguen los satélites Landsat. El principal motivo de este sistema es hacer una comparación directa con el ETM+, para así poder desarrollar cámaras más capaces y más pequeñas para futuros satélites de este programa. ALI tiene mejor resolución en blanco y negro (10 metros), mientras que en modo multiespectral comparte los 30 metros, aunque con 9 bandas espectrales por las siete del ETM+. El diseño de ALI es radicalmente distinto, permitiendo observar continuamente la superficie con un conjunto lineal de espectrómetros, con los que consigue escanear todo el ancho del campo de visión a modo de tiras estrechas verticales por cada espectrómetro del conjunto, para luego unirlas para crear la imagen requerida, en vez de hacer barridos por toda la zona de escaneo. ALI tiene un acho de escaneo de 37 km., con el que puede concentrarse en zonas más concretas. A la vez, dispone de otros dos sistemas muy interesantes. Hyperion es una cámara hiperespectral que es capaz de observar la superficie terrestre en 220 bandas espectrales distintas a la vez, para de esta manera hacer una clasificación precisa (resolución máxima, 30 metros) de la vegetación de los ecosistemas, mientras que AC (Corrector Atmosférico) se encarga de estudiar la atmósfera para corregir los efectos de la distorsión que provoca en las imágenes. Pensado para una misión de un año, ampliable a 18 meses, se ha convertido por derecho propio en una herramienta de monitorización superficial valiosísima. ALI, lejos de su operación tecnológica, ha ayudado a sustituir los huecos dejados por Landsat 7, proporcionando imágenes de una resolución sin

precedentes, usadas principalmente para observar fenómenos terrestres (principalmente vulcanismo), cambios en la superficie, efectos de los desastres, etc., mientras que Hyperion se ha destacado en el estudio de las masas forestales (principalmente en el crecimiento), seguimiento de incendios para identificar las clases de combustibles, detección de especies invasoras, etc. Su misión no tiene visos de acabar.

Los océanos de la Tierra ocupan un 70% del total de la superficie terrestre, por lo que es justo afirmar que es la principal característica de nuestro planeta. Principalmente es el motor de la meteorología, y además tiene un gran efecto en la reducción del dióxido de carbono atmosférico, absorción y expulsión del exceso de calor solar, y otros muchos efectos. De esta manera, su estudio y monitorización tiene una importancia capital. Si bien con Terra, Aqua o Suomi NPP se consiguen datos importantes, ha sido necesario crear y construir vehículos específicos para ello. Los más importantes son los dedicados al estudio de la topografía de la superficie oceánica. A pesar de que creáis que su estudio podría ser inútil, la continuidad en la adquisición de datos topográficos del océano desde 1992 ha proporcionado conclusiones muy importantes en aspectos como la meteorología y la climatología. En la actualidad, el proyecto conjunto NASA/CNES (la agencia espacial francesa) tiene una grandísima importancia, tanto, que el NOAA como la agencia meteorológica EUMETSAT europea se ha introducido en la misión para tener acceso directo a los datos y así tener herramientas para predecir la meteorología con una precisión desconocida (aunque no

lo parezca en muchos casos). Tanto Jason 1, lanzado en diciembre del 2001, como el más moderno OSTM/Jason 2, elevado en junio del 2008, están obteniendo información muy importante en muchos campos de la oceanografía y la climatología desde sus órbitas situadas a 1.336 km. de altitud, inclinadas 66 grados respecto al ecuador terrestre. Entre sus beneficios están el estudio de la variabilidad oceánica (los océanos nunca permanecen iguales), cambios en el nivel de los mares (aumentando 3 milímetros al año, medidos desde 1993), ondas planetarias, mareas oceánicas, etc. Gracias a esta continuidad de datos se ha podido completar un modelo del posible comportamiento de los océanos, ha mejorado los pronósticos de los peligrosos fenómenos de El Niño y La Niña, de la formación de huracanes, la circulación oceánica de las corrientes marinas, mejorar las rutas de navegación, ayudar a las industrias radicadas en los mares tales como la de la pesca, e incluso a la de la investigación científica respecto a los arrecifes de coral y la migración de las ballenas y otros mamíferos marinos, a la vez que se pudo monitorizar la evolución del Tsunami del Océano Índico de diciembre del 2004. Conociendo la circulación oceánica se puede seguir el transporte de la energía calorífica que llega del Sol, un aspecto que tiene gran efecto sobre la meteorología de todo el planeta. Otro aspecto útil para el estudio de los océanos es el viento. A partir de las mediciones de velocidad y dirección del viento en la superficie oceánica se pueden obtener detalles muy importantes. QuikScat es el único satélite actualmente

entregado a la causa. Lleva desde junio de 1999 observando globalmente nuestro planeta para crear mapas actualizados sobre estos aspectos. Para ello usa un radar modificado, y utiliza para ello una antena parabólica unida a un mecanismo rotatorio. Cuando operaba a pleno rendimiento, era capaz de pronosticar, y posteriormente seguir, la formación de huracanes, ciclones y cualquier cosa que se le parezca, y a la vez permitir la monitorización de los monzones, la realización de pronósticos del tiempo, ayudar a la navegación marítima, etc. Si resulta curioso este proyecto es porque seguramente posee el record del más rápido desarrollo, ya que desde el inicio del proyecto hasta su colocación alrededor de la Tierra apenas transcurrieron 11 meses. En sus primeros meses de operación ya dio pruebas de su valía, obteniendo mejores resultados de los proyectados, permitiendo observar, un mes después de ser lanzado, la formación, evolución y dispersión de la tormenta tropical Olga en el Pacífico occidental. Hemos hablado en pasado sobre su capacidad de pronósticos fiables debido a que en el 2009 los cojinetes del sistema de rotación de la antena de radar se desgastaron en exceso, a causa de la edad, ya que habían sido diseñados para funcionar con garantías durante 5 años. A pesar de perder esa capacidad (con la que conseguía barrer la Tierra con una anchura de 1.800 km. desde su órbita polar a 800 km.) todavía dispone de la capacidad de recoger información, almacenarla y transmitirla después al centro de control. De esta manera, aunque su utilidad de ha reducido, sigue siendo un recurso valioso, ya que sirve tanto para la ciencia como para fuente de comparación con sistemas similares (cuando se lancen, por supuesto). Con QuikScat se podría decir que se inició la política del Faster, Better, Cheaper en las misiones terrestres, introducida para realizar proyectos más baratos y de rápido desarrollo, con objetivos muy concretos. De esta manera, QuikScat es un pequeño satélite de 2.2 x 2.7 x 1.4 metros, con una extensión de paneles solares de 3.8 metros y una masa de despegue de 970 kg. Existe también una tercera área con la que poder estudiar los océanos y su circulación. Nos referimos a la gravedad. Muchas sondas espaciales, enviadas a cuerpos sólidos del sistema solar, usando los equipamientos de radio con los que son dotadas, pueden ofrecer información sobre la distribución de masas de un planeta, obteniendo así mapas gravitatorios y modelos de la estructura interna de los cuerpos. En planetas como Mercurio, Venus o Marte, en satélites como la Luna, o incluso asteroides como Vesta, esta tarea es fácil. Al ser cuerpos homogéneos, cuantas más órbitas se realicen mejor caracterización del campo gravitatorio de un cuerpo, ya que permanece inalterado. En la Tierra esto es imposible, causado principalmente por los océanos. Al estar en continuo movimiento, principalmente por las corrientes, el campo gravitatorio terrestre fluctúa, por el hecho del transporte de las aguas frías (más densas) y de las aguas cálidas (menos densas). De esta manera, a través del estudio de la gravedad se pueden estudiar las corrientes oceánicas y el transporte de calor por parte del océano. Para conseguirlo, la NASA, en conjunción con el Centro Aeroespacial Alemán, desarrollaron y lanzaron en marzo del 2002 la misión GRACE (Recuperación de Gravedad y Experimento Climático), que consiste en dos satélites gemelos (Tom y Jerry) que orbitan a 500 km. de altitud sobre los polos de nuestro planeta y

separados el uno del otro unos 220 km. Para obtener datos precisos sobre la gravedad, una señal de microondas en banda-K une ambos satélites, y cada vez que el satélite líder se aleja a más distancia del perseguidor éste puede detectarlo, para luego ser éste el afectado, reduciendo otra vez la distancia. Esta misma aproximación ha permitido realizar la misión lunar GRAIL. El uso de GRACE ha permitido seguir los movimientos de las corrientes oceánicas, descubrir acuíferos, controlar la alimentación de más agua proveniente de las masas de hielo, descubrir un cráter enterrado en la Antártida, y monitorizar el desarrollo del tsunami del Océano Índico de diciembre del 2004. Más recientemente, la ESA ha aportado su granito de arena a la tarea. En marzo del 2009 puso en órbita su mayor joya tecnológica: GOCE (Explorador de Campo Gravitatorio y de Circulación Oceánica de Estado Constante). Podríamos decir que este es el primer satélite “aerodinámico”. Es alargado, posee forma de punta de flecha y dispone de alerones. Su órbita es inusualmente baja (270 km.) en la cual está muy afectado por

la resistencia atmosférica. Sin embargo, gracias a la combinación de diseño (adopta dos motores iónicos derivados del probado en SMART-1 para controlar su actitud junto con los tradicionales propulsores químicos) y una órbita muy baja ha podido mejorar los datos de GRACE de manera muy notable. La aproximación técnica de su sistema científico es completamente distinta a la de los pequeños husmeadores de la NASA, pero los resultados son prácticamente idénticos. GOCE dispone de tres osciladores ultraestables situados de manera triaxial, de manera que a través de los efectos de la gravedad sobre estos osciladores se pueden derivar los datos gravitatorios requeridos. En el momento del lanzamiento cargaba 40 kg. de gas xenón para su sistema iónico de control de actitud, y se afirmaba que cuando éste se consumiera, 20 meses después del lanzamiento, la misión se declararía terminada. Por suerte, la inusualmente baja actividad solar (que suele provocar en las épocas normales un aumento de extensión de la atmósfera, generando un efecto de resistencia sobre los satélites que reduce su altitud de manera efectiva) ha hecho que la misión ahorre una buena cantidad de xenón, y se espera que GOCE pueda operar hasta el 2014, aunque esta esperanza de vida podría volver a ser alterada con la llegada de un nuevo máximo solar, bastante más potente que los anteriores. Ya veremos. Más recientemente se ha empezado por fin la investigación de otro aspecto de los océanos a primera vista insignificante: la salinidad. Los oceanógrafos llevaban buscando una misión dedicada exclusivamente a su estudio, pero el tardío desarrollo de la tecnología apropiada ha hecho que haya sido solo a partir del 2009 cuando se han situado los primeros vehículos con este encargo. Y por primera vez, la ESA se adelantó. En noviembre del 2009 fue colocado en órbita el satélite español (digo, europeo) SMOS, satélite de Humedad del Suelo y Salinidad Oceánica, que equipa un único instrumento

para medir a la vez ambos parámetros. ¿Por qué es tan importante medir el contenido de sal de los océanos y los mares? Principalmente, la salinidad es una de las razones de la evaporación, a la vez que dependiendo de la cantidad de sal en los mares las aguas más frías se hunden a causa de su densidad. Otro detalle importante son las precipitaciones, ya que las lluvias pueden reducir el contenido en sal, impidiendo este efecto de hundimiento, alterando así el funcionamiento de las corrientes, aunque también el deshielo de las capas polares suelen tener efectos similares. Por otro lado, la evaporación en los océanos suele elevar la salinidad oceánica, permitiendo así que más agua fría, y por lo tanto más densa, se hunda, alimentando en mayor medida las corrientes oceánicas. De esta manera, a través de controlar la cantidad de sal en los mares se puede a la vez calcular la temperatura de las aguas superficiales. Para que SMOS obtenga los datos solicitados, se ha desarrollado el instrumento MIRAS (Radiómetro de Microondas para Imágenes usando Apertura Sintética, desarrollado y construido por EADS CASA Espacio), que no es más que una plataforma en forma de aspa de helicóptero que contiene 69 pequeñas antenas cilíndricas que emiten y reciben energía de microondas en banda-L por medio de la interferometría (correlación cruzada). Debido a que los requisitos originales hubieran provocado una antena incapaz de ser transportada al espacio por su enorme tamaño, esta técnica resulta muy práctica. Eso sí, en sus primeros meses de operación la calidad de sus mediciones era inferior a la proyectada a causa de que MIRAS resulta muy sensible a las emisiones de aparatos de radar, como los que reciben los aeropuertos. A causa de esto, la ESA ha tenido que obligar a desconectar muchos de estos radares (había un uso excesivo de esta tecnología para otros usos distintos), y así SMOS ya ha podido entregar información útil. Este satélite estuvo solo hasta que en junio del 2011 se puso en órbita terrestre una segunda misión para estos cometidos. Desde principios de la década del 2000 la NASA se embarcó en el esfuerzo de poner en marcha un proyecto para poder monitorizar desde el espacio la cantidad de sal de los océanos. Tras mucha investigación, en el año 2008 el Centro de Vuelos Espaciales Goddard y el JPL terminaron Aquarius. Más que un

satélite, es un enorme instrumento, sumamente complejo, que comparte plataforma con el satélite argentino SAC-D, que incluye instrumentos argentinos, franceses e italianos, además de Aquarius. Tras su construcción, este instrumento fue enviado a Argentina para ser unido a SAC-D, y luego el satélite fue enviado a Sao Paulo, Brasil, para cumplir sus pruebas de resistencia, hasta que al fin fue trasladado a Vandenberg, California, a la espera de su lanzamiento. Una vez en torno a la Tierra, Aquarius fue desplegado, y menos de un mes después, proporcionó su primer mapa global de la salinidad oceánica. Bien podríamos decir que este es un instrumento “parásito” de SAC-D, ya que de él obtiene su energía y comunica con el centro de control a través de su sistema de comunicaciones, pero por lo demás, funciona de manera independiente. Posee su propio ordenador de a bordo, su propia administración de la temperatura y la energía y realiza sus tareas sin importar la posición del propio satélite. Aquarius está realmente formado por tres radiómetros de microondas de banda-L que funcionan de manera similar al MIRAS de SMOS, un radar del mismo tipo de QuikScat, y una antena reflectora que es la que se encarga de recoger la radiación de microondas para llevarla tanto a los radiómetros como al radar. Es capaz de observar una zona con un ancho de 390 km., pudiendo escanear toda la Tierra en siete días. El instrumento es una plataforma de 3.8 x 2.7 x 3.7 metros, su antena reflectora mide 2.5 metros de diámetro, pesa 320 kg., y no es una herramienta precisamente muy económica. Eso sí, conjuntando los datos de SMOS y Aquarius se obtiene el doble de precisión en cuanto a la cantidad de sal oceánica, y si alguno tiene problemas, el otro puede recoger el testigo.

Las capas de hielo polares almacenan un 90% del agua dulce de todo el planeta. De esta manera, pueden tener un efecto importante sobre los océanos. Además, si se está, como ahora, en una época en la que las temperaturas globales aumentan por diversas causas (mayor radiación solar atrapada, probable entrada en un nuevo ciclo climático), estas masas de agua dulce congelada han disminuido significativamente en las últimas décadas. A través de muchos satélites, usando sistemas visuales, han confirmado como, dependiendo de las estaciones, las masas heladas crecían o retrocedían. Ahora este fenómeno es más pronunciado, de manera que resulta indispensable colocar nuevos satélites con el objeto de estudiar esta dinámica. En enero del 2003 la NASA situó en órbita su satélite ICESat, cuyo

objeto principal era controlar la evolución de los casquetes polares a lo largo de los tres años de misión principal. Eso sí, además, como su nombre indicaba (Satélite de Hielo, Nubes y Elevación del Suelo) durante el tiempo de órbita que no controlaba el hielo (a unos 600 km. en trayectoria polar) se dedicaba al estudio de las partículas de aerosol y de las nubes, la topografía global de las tierras emergidas y controlaba la extensión de las masas forestales. Esta misión era de alta prioridad, de manera que fue considerada una de las principales de EOS. Para calcular todo lo solicitado, cargó un sistema de altimetría por laser (GLAS) enormemente preciso, que ha proporcionado mucha y muy valiosa información. El desgaste prematuro de uno de los sistemas del instrumento de ICESat obligó a cambiar el modo de operación, y consiguieron que funcionara hasta octubre del 2009, hasta que el sistema ya se degradó en exceso. A pesar de los intentos de reactivarlo, resultó imposible, y el satélite fue deliberadamente “tirado” a la atmósfera en agosto del 2010 para no dejar más satélites muertos en torno a la Tierra. Por suerte, la continuidad de

los datos sobre la extensión de las masas de hielo está garantizada: CryoSat-2. Este satélite de la ESA es el reemplazo del vehículo original, perdido durante el lanzamiento. Era tal la importancia que la agencia europea inmediatamente autorizó construir un segundo satélite, que durante su elaboración recibió más de 80 mejoras, incluyendo una segunda unidad del instrumento científico para tenerlo como reserva. Situado en una órbita polar de unos 725 km. de altitud, usa una aproximación opuesta a ICESat. Su instrumento, SIRAL-2 (Altímetro Radar Interferométrico/SAR) es un sistema que emite pulsos de microondas para monitorizar la altitud sobre la superficie terrestre sobre los polos, consiguiendo con ello la misma información que el desaparecido satélite de la NASA, que por cierto, ya está desarrollando un nuevo vehículo para continuar con la adquisición de estos datos.

Si miramos hacia arriba, no solo miramos al cielo, sino que observamos la atmósfera. Gracias a ella vivimos, y puede afectar de manera significativa tanto a la salud de la gente como a las infraestructuras instaladas en la superficie. En combinación con los océanos, la atmósfera es el otro actor principal de la meteorología y la climatología, de manera que resulta también muy importante su estudio. En general, podríamos decir que el Tren A es la constelación dedicada casi en su totalidad al estudio atmosférico. Además de los grandes Aqua y Aura, esta constelación tiene otros tres satélites con el objetivo específico del estudio de las nubes. Lanzadas a la vez, las misiones CloudSat y CALIPSO son al mismo tiempo proyectos independientes y conjuntos. Llevan en el espacio desde abril del 2006, y realizan tareas importantes. CloudSat es un pequeño satélite (2.54 x 2.03 x 2.29 metros, extensión de los

paneles solares 5.08 metros, 848 kg.) que carga un único instrumento, un radar para perfilación de las nubes. Esta es una evolución de los tradicionales radares meteorológicos usados en Tierra, y su objetivo es en esencia averiguar la estructura interna de las nubes. Utilizando su radar ha proporcionado información acerca de las propiedades que dan forma a las nubes, cómo se producen las precipitaciones de lluvia o nieve, la altitud a las que se encuentran, y su efecto en la meteorología y el clima. Por su parte, CALIPSO (Satélite Investigador para Observaciones de partículas de Aerosoles en las Nubes mediante LIDAR e Infrarrojo) es una misión NASA/CNES encargada del estudio del transporte de los aerosoles por la atmósfera y su influencia en el clima. Carga tres instrumentos (CALIOP, WFC y IIR), y el principal es un laser de escaneo tipo LIDAR (como el montado en el aterrizador marciano Phoenix)

con el que se obtienen perfiles verticales de las nubes y los aerosoles en alta resolución. Tampoco es excesivamente grande (1.9 x 1.6 x 2.46, extensión de los paneles solares de 9.7 metros, 587 kg. de masa), pero eso no quiere decir que no sea capaz. Además del LIDAR, sus otros instrumentos proporcionan datos complementarios para estudiar la estructura, el tamaño de las partículas y la emisión de radiación infrarroja de las nubes. Los datos proporcionados por estas dos misiones nos han proporcionado los primeros perfiles en tres dimensiones de las nubes terrestres. No contentos con eso, la agencia CNES situó en órbita su propio satélite para el estudio de las nubes, que también es plenamente complementario a CloudSat y CALIPSO, aunque fue lanzado dos años antes (diciembre del 2004). Se llama PARASOL, y su único instrumento (POLDER) es capaz de distinguir los tipos de

aerosoles que son producidos naturalmente de los generados por actividades humanas. De esta manera, complementando los datos de estos tres satélites se puede hacer una completa disección de las nubes y las partículas que las conforman. Desde fines del 2009, PARASOL orbita nuestro planeta 4 km. por debajo del Tren A, por lo tanto la ha abandonado, aunque sigue trabajando conjuntamente con los satélites que lo componen. Fuera del Tren A también existen otros dedicados al estudio atmosférico. El más veterano es TRMM (Misión de Medición de Lluvia Tropical), un proyecto conjunto entre la NASA y la actual JAXA. Lleva desde finales de 1997 monitorizando la formación y evolución de las tormentas tropicales usando un juego bastante completo de instrumentos (PR, TMI, VIRS, CERES y LIS), proporcionando pronósticos más o menos precisos de huracanes, tifones, tormentas tropicales y otros sucesos meteorológicos provocados en las zonas tropicales de nuestro planeta. Además de observar las nubes, otros parámetros atmosféricos son necesarios para controlar la evolución atmosférica. Perteneciente al programa de Sondas Terrestres y Solares, TIMED (Energías y Dinámicas de la Termosfera, Ionosfera y Mesosfera) pertenece a la misma familia de misiones a la que

también pertenece el dúo solar STEREO, y que se encarga de estudiar la relación Sol-Tierra como un sistema unido. La misión de TIMED (lanzado en diciembre del 2001 a la vez que Jason 1) es estudiar la capa más externa de la atmósfera terrestre, una zona prácticamente inexplorada que se extiende entre los 60 y los 180 km. por encima de la superficie, desde una altitud de 625 km. Esta zona es importante porque es la más directamente afectada por la radiación solar, y una de las que más energía retiene. Esta energía suele provocar que la atmósfera se expanda, dando como resultado (como ya hemos visto) que muchos satélites localizados en órbita baja sufran resistencia atmosférica que provoca una reducción de altitud orbital. Usando cuatro instrumentos (GUVI, SEE, TIDI y SABER) este satélite de 587 kg. y medidas contenidas (2.72 x 1.61 x 1.20 metros, extensión de los paneles solares 11.73 metros) continúa monitorizando esta región para observar sus efectos sobre las comunicaciones, seguimiento por satélite, seguridad de los satélites, degradación de los componentes de los vehículos, y cápsulas tripuladas de reentrada. Globalmente, TIMED es una de las herramientas principales de la monitorización de la meteorología espacial, a base de estudiar las dinámicas de esta zona atmosférica. Otro aspecto importante para investigar cerca de la atmósfera es la capacidad de absorción de la radiación solar. Para ello, en enero del 2003 la NASA situó en el espacio a SORCE (Radiación Solar y Experimento Climático), con la misión de calcular la cantidad de radiación solar que llega a la Tierra, y en menor

medida, sus efectos sobre el clima, la cantidad de ozono y de radiación ultravioleta UV-B. A base de calcular la cantidad de radiación solar que alcanza la Tierra se pueden conseguir datos acerca de la climatología a largo plazo. Como muchas de las moléculas atmosféricas suelen absorber mucha de la radiación solar entrante, el cálculo de ésta resulta muy importante. SORCE porta cuatro experimentos, tres de ellos (SIM, SOLSTICE [dos unidades] y XPS) para evaluar la energía solar entrante (que puede quedar retenida en la atmósfera, en los océanos y los mares) y un cuarto (TIM) para monitorizar la irradiación solar total para continuar con el registro de esta emisión de energía que tiene actualmente más de 30 años de extensión. A base de observar las radiaciones infrarrojas, de ultravioleta extremo y rayos X, y en conjunto con otros satélites, se puede ver cuánta energía solar llega a nuestro planeta, queda absorbida por los océanos, la superficie o la atmósfera y abandona la Tierra. Aunque SORCE apunta directamente al Sol, es considerado un satélite de estudios terrestres. Y regresando al ámbito de las nubes, el más reciente. Perteneciente a la familia de misiones de la iniciativa Small Explorer, AIM (Aeronomía del Hielo en la Mesosfera) es un satélite dedicado al estudio de uno de los primeros efectos del calentamiento global, las nubes polares mesosféricas, o noctilucientes. AIM es un pequeñín de

apenas 197 kg. (1.4 x 1.1 metros), pero muy capaz, y carga tres muy modernos instrumentos (CIPS, SOFIE y CDE) para realizar

sus estudios. Estas nubes noctilucientes son las nubes vistas a mayor altitud (80 km. sobre la superficie), y fueron detectadas por primera vez después de la erupción del volcán Krakatoa en 1885. Estas nubes son más abundantes en las zonas polares, aunque recientemente se han extendido a otras regiones del planeta. Según se ha estado observando desde la década de 1980, se originan en las zonas donde el Sol interactúa directamente con la atmósfera, generalmente introduciendo radiación ultravioleta. Sin embargo, los efectos provocados por Helios en estas nubes pueden tardar un año en manifestarse, por lo que es posible que haya otros ingredientes. Otra posible causa de formación es el aumento de partículas de efecto invernadero en la atmósfera baja. Esto provoca a su vez que la alta atmósfera se enfríe, congelando las partículas. A su vez, el vapor de agua en esa zona aumenta, provocando que esas partículas congeladas se condensen. Aunque se pensaba que en la alta atmósfera el vapor de agua no podía sobrevivir demasiado, un estudio mostró cómo los gases expulsados desde las toberas de los motores (sobre todo por parte de los transbordadores) han hecho que aumente esta concentración. Existe también una tercera posible causa para ello: las partículas de polvo cósmico. La Tierra es continuamente bombardeada por millones de toneladas de detritus, y la mayoría se quema en la atmósfera. Este polvo cósmico, sin embargo, se piensa que puede atravesar la atmósfera, quedando retenido en la alta atmósfera, sirviendo como núcleo para formar las partículas de hielo que generan estas nubes noctilucientes. De esta manera, CIPS y SOFIE apuntan hacia la atmósfera, mientras CDE se centra en lo que proviene del espacio. Con este equipo, AIM podrá eliminar teorías, confirmar otras o incluso generarlas. Pero su misión es importante, muy importante. Respecto a su nombre, el término aeronomía se refiere a la ciencia que estudia la física y la química de la alta atmósfera de los planetas, de manera que está muy bien escogido.

Naciendo de dentro de las entrañas de la Tierra, nuestro planeta posee escudo protector propio. El campo magnético (el mayor de los planetas terrestres) rodea una buena porción del espacio alrededor nuestro, protegiéndonos de todo lo que Helios y el cosmos nos echa, en general partículas muy energéticas (básicamente, radiaciones) que provocarían, si no existiera, que el tercer planeta del sistema solar fuera un erial sin vida. Pero ahí está, y no es precisamente una estructura fija, todo lo contrario. Es extraordinariamente dinámica, reacciona a los fenómenos solares y cubre a muchos satélites. Sin embargo, a veces sufre tales ataques que provocan que se debilite de tal manera que algunas de esas partículas consiguen alcanzarnos, hasta que el propio campo magnético se recupera y vuelve a cubrirnos. Por ello, comprender como trabaja y varía a lo largo de los días, semanas, meses y años es algo tremendamente importante para una sociedad como la actual. En estos momentos, existen tres programas que nos proporcionan la información necesaria para comprender su funcionamiento, y también predecir sus efectos. El más veterano es Cluster II, un proyecto de la ESA muy importante,

tanto, que cuando los satélites originales fueron destruidos durante el lanzamiento del primer Ariane 5, rápidamente se autorizó la construcción de sus reemplazos. Cluster II son en realidad cuatro satélites (Rumba, Tango, Salsa y Samba), situados cada uno en órbitas distintas, lanzados de dos en dos en julio y agosto del 2000. La misión en concreto era la de proporcionar la primera visión de la magnetosfera terrestre en tres dimensiones, observando la onda de terminación, la magnetopausa, la magnetocola, los agujeros polares y la zona auroral, usando 11 instrumentos idénticos (ASPOC, CIS, DWP, EDI, EFW, FGM, PEACE, RAPID, STAFF, WBD y WHISPER) en los cuatro satélites. Su tarea primaria finalizó en el 2003, pero tiene garantizada la extendida hasta el 2014, cuando llegará el máximo solar. Más moderna es la misión de la NASA THEMIS, o (ojo) Historia Temporal de Eventos e Interacciones en Macroescala durante Subtormentas (vaya nombrecito), con el encargo de estudiar estos eventos. Para comprender mejor el objetivo del proyecto, podríamos cambiar el término subtormentas por el de auroras. Generalmente cuando las partículas energéticas solares alcanzan la

atmósfera entrando por los polos, su interacción con la atmósfera genera las fabulosas auroras, tanto en el norte (boreales) como en el sur (australes). En muchas ocasiones, a estas auroras les acompaña un fenómeno, principalmente durante las “tormentas espaciales” achacadas al Sol, que suele incrementar la luminosidad de las auroras, que recibe el nombre de subtormentas. Esto sucede tras la liberación repentina de enormes cantidades de energía. El objetivo de THEMIS (no confundir esta misión con el instrumento THEMIS que porta la sonda marciana 2001 Mars Odyssey) es comprender cuando y donde las subtormentas se originan, para predecir los fenómenos de la meteorología espacial. El proyecto incluye cinco pequeños satélites (128 kg. cada uno) que carga cada uno cinco instrumentos idénticos (FGM, SCM, ESA, SST y EFI) y una serie de estaciones de monitorización robotizada en Tierra para cubrir todos los ángulos. Cada satélite se situó en órbitas distintas que compartían perigeo (lo que facilitaba que los cinco vehículos intercambiaran órbitas) a 470 km. de altitud. Durante su misión, los satélites se colocaban en una configuración llamada “collar de perlas”, para luego ir alterando sus trayectorias hasta situarlos en las posiciones proyectadas para observar la magnetocola. Gracias a los datos proporcionados, pudieron recolectar información clave (conexión eléctrica Sol-Tierra, la generación de las subtormentas). Después de cumplir su labor, se autorizó ampliar su misión. Tres de los cinco satélites (los números 1, 4 y 5) se mantendrían en torno a la Tierra, mientras que los números 2 y 3 empezarían a maniobrar para entrar (por primera vez en la historia) en órbita en torno a puntos lagrangianos lunares, para cumplir el encargo ARTEMIS (Aceleración, Reconexión, Turbulencias y Electrodinámicas de la Interacción Lunar con el Sol), el primer estudio de los efectos de Helios sobre el entorno de Selene. Al final, los dos satélites (renombrados ARTEMIS P1 y ARTEMIS P2) alcanzaron sus posiciones en julio del 2011. Y más recientemente, desde agosto llevan en el espacio los dos satélites de la misión RBSP, las Sondas de Cinturones de Radiación y Tormentas, renombradas como Sondas Van Allen. Pertenecientes al programa Living With a Star, tienen la misión de estudiar la dinámica de los cinturones de Van Allen y los efectos de la meteorología espacial en ellos, para poder así pronosticar mejor los efectos de la meteorología espacial en la Tierra y en torno a ella. Los dos vehículos poseen los mismos cinco instrumentos, y a lo largo de sus elípticas órbitas podrán tener una visión privilegiada de lo que van a investigar.

Existen otros satélites que acompañan a los ya comentados, y hay otros muchos proyectos que en los meses y años futuros tomarán el testigo de los ya existentes, o investigarán otros ámbitos todavía no escrutados. En este tiempo de ausencia hemos tenido tiempo de informarnos de muchos de ellos, percatándonos de lo sumamente importantes que llegan a ser. Claro, que hay muchos otros, como los satélites meteorológicos, vehículos comerciales (similares a los del programa Landsat), del sistema de posicionamiento global, etc., que mantienen su vista fija en nosotros para evitar o mitigar los efectos de los fenómenos naturales o las calamidades que provocamos. En la medida de lo posible, iremos relatando en próximas entradas los nuevos proyectos que serán lanzados, para que sepáis que encima de nuestras cabezas tenemos a unos vigilantes muy diligentes y dedicados.