No se conoce a la Tierra como el Planeta Azul por capricho.
Naturalmente, recibe este apelativo por la mayor característica de nuestra
esfera: los océanos, que cubren más del 70% de la superficie terrestre.
Estudiarlos in situ es lento, pesado y tremendamente frustrante, de ahí que los
oceanógrafos prefieran la perspectiva orbital. Todo hay que decirlo, los
continentes también son difíciles de explorar in situ por lo mismo. Al
concentrarte en una pequeña zona, no puedes ver lo que pasa a kilómetros de
distancia, por lo que las vistas espaciales son muy interesantes y demandadas.
El más grande y pesado explorador del sistema terrestre, el europeo Envisat, permitió a
los científicos
explorar amplias secciones de nuestro planeta diariamente, y la adopción del
programa Copernicus pretende seguir esta estela. Las dos primeras misiones de
este programa, los Sentinel-1A y Sentinel-2A se han centrado en
proporcionar visiones en alta resolución de las zonas continentales (el primero
mediante radar, el segundo mediante un sensor óptico), por lo que llega el
momento de que se coloque sobre nuestras cabezas la misión que nos proporcione
la visión global.
Con Sentinel-3 el propósito
es mantener un vistazo amplio a nuestro planeta permitiendo la continuación de
los estudios de satélites actuales o ya desactivados. Se propone monitorizar
los océanos (su color, las corrientes, su temperatura), las capas de hielo
marino, las zonas costeras, tanto en zonas templadas como en regiones árticas y
antárticas, y los continentes, vigilando principalmente las grandes masas de
vegetación. Como en las dos misiones hermanas, para entregar lo prometido harán
falta dos satélites.
El primero de la serie, Sentinel-3A,
está en las etapas finales de su preparación. Es un vehículo más pequeño que Envisat, con unas medidas dentro de la
cofia de 3.7 metros de alto, 2.2 de ancho y 2.2 de fondo, y dividido en dos
estructuras: el Módulo de Servicio y el Módulo de Integración de Carga Útil. El
primero alberga lo necesario para que el satélite funcione, además de parte de
la instrumentación, y el segundo el resto de los experimentos que porta. La
plataforma para los Sentinel-3
también ha sido diseñada en exclusiva para esta misión, aunque podría adoptarse
para otros servicios. La infraestructura informática es la habitual en los
satélites de la ESA (es la misma que en sus hermanos), y va acompañado por un
grabador de a bordo de gran capacidad, de 384 GB. Además, el software se ha
diseñado de tal forma que una sola carga de comandos le permitirá al satélite
funcionar sin apenas intervención del centro de control durante dos
semanas. No
solo eso, parece que se ha adoptado una estrategia de generación de comandos
basado en eventos, una fórmula demostrada en el satélite de la NASA TIMED, en el que la información
proporcionada por el sistema de posicionamiento global es clave. La generación
de energía es la habitual en todos los satélites terrestres: la luz solar. Para
ello porta un panel solar de tres secciones (rotatorio sobre un eje, de lo poco
móvil en el satélite) cargado con células solares de alta tecnología y alta
eficiencia, que alimenta a los sistemas de a bordo, además de cargar dos
baterías de ion-litio. Las comunicaciones se gestionan según lo habitual: un
sistema bidireccional sintonizado en banda-S a través de dos antenas
omnidireccionales, mientras que para descargar el inmenso volumen de datos
generado a bordo usa
un transmisor de banda-X unido a una antena de alta
ganancia, posicionada en la cara que siempre ofrecerá a la Tierra. A diferencia
de sus hermanos, no portará terminal de comunicaciones por láser. Estabilizado
en sus tres ejes, emplea para ello una unidad de medición inercial sin
giróscopos (sustituidos por una herramienta de software), ocho sensores solares
ordinarios, un escáner estelar completamente autónomo de tres ópticas,
receptores redundantes de GNSS, el GPS para satélites, cuatro ruedas de
reacción y sistemas de descompensación magnética, un magnetómetro triaxial, y
los ocho propulsores de a bordo, para correcciones orbitales y maniobrar el
satélite. El control termal es el habitual: mantas multicapa (negras en este
caso), calentadores eléctricos y radiadores. En total son cinco los
instrumentos que porta. El primero es el SLSTR, el Radiómetro de Temperatura de
las
Superficies del Océano y la Tierra. Deriva del AATSR de Envisat, y se trata de un aparato con
dos campos de visión, uno en la vertical del satélite y el otro oblicuo, a 35º
de la primera y en la dirección contraria de la órbita. Cada cadena de visión
tiene un espejo de escaneo (moviéndose a un ratio constante de 200 rpm), un
espejo paraboloide fuera de ejes y un espejo de doblado para enfocar la
radiación captada al plano focal. Pero además dispone de un espejo de
recombinación que retransmite alternativamente los dos haces ópticos escaneados
hacia un plano focal común. Esta características le permite cubrir un barrido
de 750 km. de ancho en el campo de visión oblicuo (centrado en el punto
vertical del aparato), y de 1.400 km. en el campo vertical, levemente desviado
hacia el oeste. Está sintonizado para observar 9 longitudes de onda en el
visible (VIS), infrarrojo de onda corta (SWIR), infrarrojo medio (MIR) e
infrarrojo termal (TIR), de los cuales solo los SWIR y TIR requieren
refrigeración activa. La tarea principal es la de obtener la temperatura tanto
de la superficie oceánica como de la terrestre (como el nombre del aparato bien
indica) con alta exactitud pero con una resolución moderada, de 500 metros para
los canales VIS y SWIR, mientras que el resto tendrá una resolución de 1 km.
Otra cualidad que lo hace interesante es que a partir del sensor TIR los
científicos serán capaces de detectar incendios. OLCI, Instrumento de Color
Oceánico y Terrestre, también
deriva de un aparato instalado en Envisat, en esta ocasión el MERIS, con
sustanciales mejoras. OLCI en realidad es una conjunción de 5 cámaras solapadas
que trabajan en forma “pushbroom”, por lo que no requiere partes móviles. Situado
en la parte superior del satélite, y a diferencia de MERIS, no apunta a la
vertical, sino que lo hace con una inclinación de 12.6º hacia el oeste para
evitar el destello solar sobre las imágenes. Las cinco cámaras observarán la
misma escena a través de una ventana especial. Cubre 21 bandas espectrales
desde el visible hasta el infrarrojo cercano, por las 15 de MERIS, añadiendo la
capacidad de obtener mejor información de los constituyentes de las aguas
oceánicas, para mejorar las correcciones atmosféricas, así como extraer de las
imágenes parámetros atmosféricos como la presión, a partir de la Banda-A
infrarroja, la misma usada en OCO-2
como control. Todas las modificaciones realizadas se han hecho para mejorar la
captación de los colores en las zonas oceánicas y costeras, permitiendo una
resolución de 300 metros a lo largo de un barrido de 1.270 km. Cada cámara
emplea un CCD y, antes de que la luz llegue a él, existe una rejilla de
difracción. Los campos de visión de OLCI y SLSTR están solapados para generar
productos complementarios.
SRAL, el Altímetro Radar de apertura Sintética, se
ha diseñado con el propósito de continuar las mediciones del RA-2 de Envisat en cuanto a la topografía
oceánica. Esta es la primera aplicación práctica del altímetro radar SIRAL de Cryosat-2, solo que con una única
antena, que además es una muy fuerte evolución de los altímetros Poseidon de los satélites NASA-CNES Jason. A diferencia de altímetros
similares, que enfocan en áreas relativamente pequeñas, el añadido de la
apertura sintética permite mejorar las mediciones sobre áreas de alta
variabilidad topográfica (márgenes de capas de hielo, ríos o lagos,
transiciones entre el mar y la tierra), así como captar rápidos cambios en
zonas oceánicas con rapidez. SRAL está compuesto por la antena parabólica
emisora-receptora, de 1.20 metros de diámetro, situada en el Módulo de Servicio
mirando siempre hacia la Tierra, la Unidad de Radio Frecuencia y la Unidad de
Procesado Digital. Está sintonizado en banda-Ku para las mediciones de
topografía y en banda-C para correcciones ionosféricas, y puede operar en el
modo tradicional de los altímetros a baja resolución (disparando ráfagas de
radio en una secuencia 3 en banda-Ku, 1 en banda-C y 3 en banda-Ku), o emplear
la técnica SAR para mediciones de alta resolución, disparando 64 ráfagas de
banda-Ku rodeados por dos ráfagas de banda-C, consiguiendo así, a lo largo de
su órbita, una resolución de 300 metros, consiguiendo así un margen de error
total en la topografía de unos 3 centímetros. Como casi todas las misiones de
topografía oceánica, va acompañado de otro aparato para hacer sus mediciones
más precisas. MWR, el Radiómetro de
Microondas (desarrollado por EADS-CASA)
tiene el propósito de corregir el retraso de la señal del altímetro radar
mientras atraviesa la atmósfera, propiciado principalmente por el contenido de
vapor de agua en la misma. Sin embargo, tendrá otros propósitos, ya que sus
datos permitirán calcular la emisión energética de la superficie terrestre y la
humedad del suelo. Sensible a dos frecuencias de las microondas, la más alta
permite calcular la cantidad de agua líquida en las nubes, mientras que la más
baja es sensible al vapor de agua atmosférico. Está formado por un antena
receptora de 60 cm. de diámetro, los dos alimentadores de medición y el llamado
“cuerno del cielo”, que permite recoger ambas frecuencias simultáneamente, y la
Unidad de Electrónicas del Radiómetro, que es el que hace todo el trabajo. Todo
el sistema está situado al lado de OLCI para tener un campo de visión lo
suficientemente claro como para que sus mediciones no se contaminen. Y el
último sistema es el paquete de Determinación de Órbita Precisa, POD. En
esencia es el mismo equipo que también llevan los satélites Jason y Cryosat-2 para situar precisamente el satélite en un punto concreto
de nuestro planeta y poner en contexto la información recogida por SRAL. Está
compuesto por los sistemas DORIS (Orbitografía Doppler y Radio posicionamiento
integrado por Satélite, un receptor que se dedica a sentir las emisiones de 60
radiobalizas colocadas en Tierra y, sintiendo las variaciones en la señal
producidas por el efecto Doppler, el sistema es capaz de indicar, con un margen
de error de 10 centímetros, la posición exacta, pudiendo captar el de Sentinel-3 hasta siete de estas balizas
simultáneamente, además de permitir mejorar la exactitud de
medición del
altímetro por debajo de los 3 cm.), LRR (Retro-Reflector Láser, formado por
siete cristales de cuarzo conjuntados en una estructura circular situada en la
cara del satélite que ofrece a la Tierra, y es sensible a los haces láser en la
longitud de onda verde del espectro visible, y se utiliza para servir de
objetivo para las estaciones de seguimiento por láser, para después calcular el
tiempo que tarda el haz de luz entre la emisión y la recepción, y a través de
esto, posicionar de manera muy precisa el satélite en un punto muy concreto de
su órbita), y un receptor GPS (capaz de seguir hasta 8 satélites y dos bandas
de señal simultáneamente para posicionar el satélite con un muy alto grado de
exactitud, al menos 3 cm., aunque también servirá para determinación de órbita
precisa y correcciones del reloj de a bordo). Con todo este equipo, y a plena
carga en el momento del lanzamiento, Sentinel-3A
desplazará una masa de 1250 kg.
Dadas sus dimensiones contenidas y masa moderada, puede ser lanzado
tanto por el cohete Vega europeo o el
ruso Rockot. Para Sentinel-3A el elegido es el segundo,
por lo que será elevado desde el cosmódromo de Plesetsk, en el lejano norte de
Rusia, el 16 de febrero. Si todo marcha como debe, estará cerca de su órbita de
trabajo, situada a 814.5 km. de altitud, inclinada 98.6º con respecto al
ecuador terrestre, viajando en modo descendente cruzando el ecuador a las 10 de
la mañana. Después del típico periodo de verificación, el satélite (a la espera
de su gemelo, que será elevado mediante un Vega
desde Kourou) tendrá una vida útil de al menos 7 años.
Una vez en marcha y proporcionando resultados permitirá ampliar la
información que tenemos en diversos temas: topografía oceánica, velocidad del
viento superficial, temperaturas de la superficie marina en océanos y aguas
costeras (en esencia,
mirar su estado de salud), temperaturas en las capas de
hielo y en las superficies continentales (vigilar pérdida de masa helada, o
detectar incendios), datos a color de océanos y zonas continentales (aparición
de formaciones de plancton o algas, monitorización de sedimentos o
contaminantes, estado de salud de las concentraciones de vegetación como
bosques, rendimiento de cosechas, cambios en el uso del suelo, vigilancia de
incendios activos o áreas quemadas), o monitorización de propiedades
atmosféricas. Por supuesto, cuando su gemelo esté en órbita todo irá a mejor,
ya que permitirá vigilar toda la Tierra en algo menos de dos días, permitiendo
así la recepción de información puntual para responder a los diversos problemas
que puedan surgir.
Con Sentinel-3 la
constelación queda casi cerrada, de manera que en relativamente poco tiempo
hemos recuperado casi todas las capacidades de Envisat pero de una forma más económica, y además doblando la
información recogida cuando los satélites B de cada Sentinel estén allí arriba. Pero no os preocupéis, esto no es lo
último que Copernicus ha producido. Hay mucho más. Pronto lo veremos.
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