Actualmente, el lanzamiento de satélites a órbitas geoestacionarias es
el pan nuestro de cada día, de tal manera que no aparecen en los servicios de
prensa, salvo por accidentes. Ahí arriba, la mayoría son de telecomunicaciones,
aunque una pequeña parte están allí para otras tareas distintas: los estudios
meteorológicos. Pronto se lanzará un satélite meteorológico de nueva
generación, que trae nuevas prestaciones para proporcionar más y mejor
información para las agencias que se encargan de este tema.
La idea de un satélite de órbita geoestacionaria la tuvo el escritor
de ciencia-ficción Arthur C. Clarke. Cuando arrancó la época espacial, todavía
se tardaron casi diez años en poner allí arriba el primer satélite
geoestacionario. Se llamaba
ATS-1,
acrónimo de Satélite de Aplicaciones Tecnológicas, un nombre que delata que se
trataba de un demostrador con la misión de probar allí arriba las tecnologías
que serían necesarias una vez se empezara a usar ampliamente esta posición
sobre la Tierra. Este primer satélite de la NASA portaba una cámara de
demostración que fue el modelo de los que serían los primeros sistemas de
imágenes de los satélites geoestacionarios para meteorología, que tuvo gran
éxito. Tras varios experimentos más, la
NASA
encargó una serie de satélites innovadores, siendo los primeros diseñados
específicamente para proporcionar servicios meteorológicos desde trayectoria
geoestacionaria. Respondían al acrónimo de
SMS,
Satélites Meteorológicos Sincrónicos, y fueron lanzados entre 1974 y 1975. Se trataba
de un diseño simple, tipo tambor, estabilizados a una rotación de 100 rpm, y
equipaban como instrumento principal el radiómetro VISSR, capaz de, cada 30
minutos, obtener imágenes en luz visible de día (resolución de 900 metros) e
infrarrojas por la noche (resolución, 9 km.). Junto con esta cámara, también
equipó un sistema de monitorización de entorno espacial, encargado de vigilar
la actividad solar desde su percha a 36.357 km. Otro equipo de a bordo era un
sistema de retransmisión de datos desde distintos tipos de plataformas
meteorológicas basadas en Tierra. Una vez lanzados y puestos en su lugar,
SMS-1 ocupó una posición a 75º Oeste,
permitiéndole ver la costa este americana, el mar Caribe, y la mitad occidental
del océano Atlántico, mientras que
SMS-2
fue colocado en una posición 135º W, observando la costa oeste americana, parte
del mar Caribe, y el océano Pacífico oriental. En realidad, estos satélites no
eran más que partes de un programa mundial, el denominado GARP (Programa de
Investigación Global de la Atmósfera) involucrando todo tipo de experimentos, y
la joya eran los satélites meteorológicos geoestacionarios, que en 1977 serían
seis: los dos
SMS de la NASA, el
primer
Meteosat europeo (colocado
para observar Europa, África, y el océano atlántico oriental), los primeros
satélites meteorológicos geoestacionarios soviéticos (posicionados para
observar gran parte de Asia y el océano Índico) y el primer
GMS japonés, situado para vigilar
extremo oriente, Australia, y el océano Pacífico occidental, proporcionando así
una visión global de la meteorología terrestre. Tan importantes resultaron
estos dos
SMS que la agencia NOAA
(Administración Nacional Oceánica y Atmosférica) recibió la misión de operar
estos satélites, y los que les siguieran, para mantener un flujo continuo de
datos meteorológicos desde órbita geoestacionaria, colocándolos al final a la
altitud ya tradicional de 35.792 km. sobre la Tierra. Así, el que hubiera sido
SMS-C se convirtió en
GOES-A, el primer Satélite
Medioambiental Operacional Geoestacionario. De esta forma arrancó toda una
generación de satélites que siguen funcionando hoy. La NASA ha construido y
lanzado para NOAA hasta la fecha cuatro series de satélites
GOES. La primera (
GOES-A,
B y
C) eran prácticamente idénticos a los
SMS, siendo lanzados entre 1975 y 1978.
La segunda serie
GOES (
GOES-D,
E,
F,
G y
H) era similar en diseño, aunque incorporaba mejoras, entre ellas un nuevo
instrumento principal: VAS, el Escáner Atmosférico VISSR, que combinaba las
funciones de cámara de los instrumentos anteriores con un escáner capaz de
obtener mediciones de temperatura y humedad atmosféricas mediante perfiles
verticales. La pega era que estos dos tipos de mediciones no podían obtenerse
de forma simultánea. A esta serie también pertenece el único (
GOES-G) que no alcanzó la órbita, como
consecuencia de una anomalía en su cohete. Estos satélites fueron lanzados
entre 1980 y 1987. La siguiente serie
GOES
fue introducida en 1994, y se trataba de un diseño completamente nuevo, con un
bus en forma de caja, un enorme panel solar articulado, y estabilizado por
rotación. Como la serie
GOES-I (
GOES-I,
J,
K,
L y
M),
disponía de más y mejor instrumentación, con cámara y escáner
separados, y con
un sistema para obtener imágenes de pequeña escala. Además, incorporó
receptores para el sistema de búsqueda y rescate COSPAS-SARSAT. El último de la
serie, además, incorporó una cámara de rayos X dedicada exclusivamente para
observar al Sol. Estos satélites fueron lanzados hasta el 2001. La última serie
hasta ahora es la que está en operaciones, la
GOES-N, con tres ejemplares (
GOES-N,
O y
P), puestos en órbita entre el 2006 y el 2010, siendo apenas
versiones mejoradas de la serie anterior. En vista que estos satélites
GOES, aunque válidos, se van quedando
obsoletos, y debido a los cambios producidos en la prioridad de los datos
geoestacionarios, se hace necesaria toda una nueva generación de satélites, la
serie
GOES-R.
Este nuevo ejemplar es más grande, más pesado, con más y mejor
instrumentación, y ofrece más servicios. Para su construcción se han basado en
la plataforma A2100 de la firma Lockheed Martin, usada en decenas de satélites
de telecomunicaciones y de GPS. Cuenta con unas dimensiones de 6.1 x 5.6 x 3.9
metros, divididos entre el módulo de carga útil y el de servicio. Todas las
funciones están duplicadas para ofrecer redundancia y un máximo tiempo de
servicio (al menos 15 años), y todos los elementos de hardware tienen
sustancial herencia en proyectos anteriores, como el ordenador, o las
comunicaciones, así como el sistema de control de actitud.
Una de las partes
importantes del satélite es su motor de apogeo, del tipo LEROS, que lo usará
para situarse en órbita geoestacionaria. No es su única propulsión, ya que
empleará pequeños motores para maniobrar alrededor de la órbita
geoestacionaria, y cambiar su posición. Por supuesto, el control termal es el
habitual. Su instrumentación está formada por seis elementos. El principal para
observación terrestre es ABI, la Cámara Base Avanzada. Supone una inmensa
mejora respecto a anteriores cámaras de
GOES,
ya que puede combinar las funciones de la cámara y el escáner de satélites anteriores.
Lo más importante es que ofrece una mayor capacidad de observación gracias a
una mayor cobertura en longitud de onda, pasando de cinco en sensores
anteriores a 16, desde el visible (bandas azul, verde y roja) hasta el
infrarrojo desde 0.86
hasta 13.3 micrones, ofreciendo muchos más productos y
servicios. No solo eso, también es capaz de ofrecer tres veces más resolución
espectral, cuatro veces más resolución espacial, y cinco veces más resolución
temporal. Cuenta con cuatro modos de funcionamiento: el modo por defecto es el
modo de todo el disco, capaz de obtener imágenes de la Tierra cada cinco
minutos, con resoluciones que van de los 500 metros a los dos km. El segundo
modo es el de mesoescala. En él ofrece una cobertura en forma cuadrada cubriendo
una franja de 1000 x 1000 km. cada 30 segundos, con una resolución idéntica al
modo anterior. El tercer modo, el de Estados Unidos continental o CONUS, cubre
un rectángulo de 5000 x 3000 km. sobre Estados Unidos, obteniendo una imagen
cada 5 minutos, con idéntica resolución que en los modos anteriores. El último
es el modo Flex, que combinará el uso de los tres anteriores ofreciendo un
escaneo de todo el disco cada 15 minutos, uno de CONUS cada cinco minutos y dos
de meso escala cada un minuto (o una sub-región cada 30 segundos). El segundo
que observará la Tierra es GLM, el Cartógrafo de Rayos Geoestacionario. Es el
primer instrumento dedicado a observar rayos desde órbita geoestacionaria, y en
cierta medida, deriva del sensor LIS que incorporó el satélite
TRMM. GLM equipa un sistema óptico de
alta calidad acoplado a un sensor CCD de 1372 x 1300 pixels. Sintonizado en una
longitud de onda de 777.4 nm, es capaz de obtener imágenes a un ritmo de una
cada dos milisegundos, de ahí su característica de ser un sistema de alta
velocidad, con una resolución vertical de 8 km. El propósito es observar la
cantidad de rayos total (dentro de una nube, entre nubes, y de nube a la
superficie) de manera continua, permitiendo obtener información tal como
frecuencia del evento o localización y extensión, midiendo así la extensión y
potencia de tormentas o ciclones tropicales, información importante para los
estudios meteorológicos, permitiendo así mejorar las predicciones de potentes
eventos, potencialmente destructivos. Otros dos observarán continuamente al
Sol, montados sobre el pivote del panel solar. EXIS, Sensores de Irradiación de
ultravioleta Extremo y rayos X. Son en realidad dos sensores en un paquete
único, diseñados para registrar la irradiación solar en estas dos longitudes de
onda. Esta irradiación se corresponde con la energía que se deposita en la alta
atmósfera, capaz de bloquear las redes de comunicaciones, afectar a los
sistemas de navegación por GPS o desconectar las redes de energía. Por ello,
registrará eventos tales como llamaradas solares midiendo la cantidad de
energía que emiten estos fenómenos. El Sensor de Rayos X (XRS, 0.05 - 0.8 nm)
detectará eventos de protones solares capaces de atravesar el campo magnético
terrestre, responsables de apagones en las emisiones de radio. Proporcionará más
información para añadirla a las predicciones de la meteorología espacial. EUVS,
el Sensor de Ultravioleta Extremo (5 – 127 nm), registrará la energía emitida
por nuestra estrella que acaba depositada en la alta atmósfera, en capas como
la ionosfera (poniendo en peligro las comunicaciones de alta frecuencia basadas
en tierra) y la termosfera (causando la expansión de las capas altas
atmosféricas, provocando un incremento en la fricción que sienten los satélites
de órbita terrestre, lo que les lleva a perder altitud). Estos dos sensores son
versiones mejoradas de algunos elevados anteriormente al espacio, continuando la
serie temporal en estas longitudes de onda. SUVI, Cámara Solar Ultravioleta,
sustituye la
cámara de rayos X montada en satélites
GOES precedentes, pero proporcionará vistas globales de nuestra
estrella, tratando de observar la actividad cuando ésta se produzca,
permitiendo, por ejemplo, seguir la dirección de las erupciones solares. También
se centrará en zonas activas en la superficie solar, como anticipo de los
eventos explosivos que se dan en ellas. El propósito es proporcionar
información sobre los eventos relacionados con la meteorología espacial, como
tormentas geomagnéticas, capaces de provocar todo tipo de problemas como
apagones de electricidad, bloqueos en las redes de comunicaciones, daños en los
satélites, desactivación de los sistemas GPS, y otros efectos. Por las seis
longitudes de onda que registrará esta cámara (30.4, 28.4, 17.1, 13.1 y 9.4 nm)
se parece más a sistemas que ya llevan tiempo en el espacio, como el telescopio
EIT de
SOHO, EUVI de
STEREO o AIA de
SDO, y tiene el propósito de localizar agujeros coronales para
pronosticar tormentas geomagnéticas, detectar y localizar llamaradas,
generadores de eventos de partículas solares energéticas (que se depositan en
los cinturones de Van Allen), monitorizar cambios en la corona solar como
anticipo de eyecciones de masa coronal, detectar actividad más allá del limbo
oriental para pronosticar la actividad solar, y analizar la complejidad de las
regiones de llamaradas, para mejorar las predicciones de estos eventos. Los dos
últimos son para estudios en el entorno
del satélite, o in situ. El Juego de
sensores in-situ de Entorno Espacial SEISS está formado por cuatro instrumentos
(EHIS, Sensor de Iones Pesados Energéticos; MPS-HI y MPS-LO, Sensores de
Partículas Magnetosféricas, de alta y baja energía; y el Sensor de Protones
Solares y Galácticos SGPS) con el propósito de medir los flujos de iones
pesados, protones y electrones dentro de la magnetosfera, que pueden dañar
satélites y herir a los astronautas, a través de descargas electrostáticas,
además de alertar de altos flujos de partículas energéticas, para permitir
reducir riesgos de daños a, entre otras cosas, las comunicaciones por radio. Y por
último, el magnetómetro, o MAG, emplea un par de unidades de flujo saturado
triaxiales, situados en un mástil desplegable, con el propósito de medir el
entorno espacial para ver cómo el campo magnético terrestre controla la dinámica
de las partículas cargadas en la zona externa de la magnetosfera, peligrosas
para satélites y para astronautas. Proporcionará información sobre el nivel
general de actividad geomagnética, permitiendo detectar repentinas tormentas
magnéticas. Además de esta instrumentación,
GOES-R
ofrece otros servicios. Lo que llaman UPS, Servicios Únicos de Carga útil, se
centra en cuatro tareas. La primera es
GRB, la Re-retransmisión GOES, que
reemplaza al anterior servicio GVAR (GOES Variable), y se ha diseñado para
emitir los productos proporcionados por la instrumentación del satélite en casi
tiempo real. Empleará un enlace de radio sintonizado en banda-L capaz de apoyar
ratios de descarga de hasta 31 megabits por segundo, entregando imágenes de
todos los canales de ABI comprimidos, así como lo producido por el resto de
sensores. De esta manera se obtiene toda la información adquirida por el
satélite prácticamente de manera instantánea, algo que los servicios
meteorológicos agradecerán.
DCS, Sistema de Recolección de Datos, es un enlace
que se conecta con
plataformas basadas en Tierra (en la superficie, en el mar,
o en globos aerostáticos) para retransmitir información medioambiental en los
lugares en las que estas plataformas están ubicadas. El nuevo sistema de
GOES-R es capaz de aceptar hasta 433
canales distintos, por los 266 anteriores, incrementando la cantidad de
información a transmitir.
EMWIN, la Red de Información Meteorológica para los Directores
de las agencias de Emergencias, permite transmitir en casi tiempo real
pronósticos meteorológicos, alertas, gráficos, y otra información directamente
del Servicio Meteorológico Nacional estadounidense, y en lo que concierne a
GOES-R, permite la transmisión de imágenes de baja resolución, junto con otros
productos, mediante el servicio HRIT (Transmisión de Información de Alto Ratio)
a terminales compatibles basadas en Tierra, equipo generalmente colocado en
agencias
meteorológicas locales o regionales. Y por último, SARSAT, o
Seguimiento de Búsqueda y Rescate Asistido por Satélite, es un sistema que
detecta y localiza señales emitidas por balizas de emergencia a bordo de
buques, aviones, o incluso equipos de mano para pequeños grupos de personas,
retransmitiéndolas a estaciones de tierra, y de allí, al centro de control de
SARSAT, que envía ayuda de manera inmediata. El de
GOES-R funcionará a una frecuencia menor para así detectar señales
más débiles. Sólo en el 2015 unas 250 personas fueron rescatadas por este
servicio, que es parte del sistema internacional
COSPAS-SARSAT. Una vez a plena
carga en el momento del lanzamiento, dará un peso en báscula de 5.192 kg.
Si ha habido variedad en el diseño de los satélites
GOES, también en el tipo de cohetes que
los lanzaron. La serie
GOES-A fue
lanzada por los
Delta 2914, para
luego pasar al
Delta 3914 en la serie
GOES-D. La serie
GOES-I empleó los
Atlas I
y
Atlas IIA, y los últimos, los
GOES-N han regresado a los
Delta, en esta ocasión los
Delta 4-M (4,2), también conocido como
Delta 4-9240. Para la nueva serie de
satélites, se ha optado por regresar a la familia
Atlas, para utilizar la misma variante que elevó hacia Marte al
rover
Curiosity, el
Atlas-541, con potencia de sobras para
levantar una carga tan pesada a órbita de transferencia geoestacionaria, o GTO.
El despegue está programado para el 19 de noviembre, desde la plataforma 41 de
Cabo Cañaveral. Una vez acabe el papel del lanzador, será el propio
GOES-R el que se posicionará en
trayectoria geoestacionaria, empleando su motor LEROS, estacionándose inicialmente
en la posición 89.5º Oeste.
Actualmente hay tres satélites GOES
en servicio, dos proporcionando información meteorológica regular, y uno en
almacenamiento en caso de que uno de ellos sufra alguna anomalía o avería. De esta
manera, tenemos a GOES-N (como GOES 13) en la posición 75º Oeste, funcionando
como GOES-East, a GOES-P (GOES 15) en la posición 135º Oeste como GOES-West, y a GOES-O (GOES 14) en almacenamiento en órbita en
posición 105º Oeste. Cuando GOES-R
llegue a la órbita, y renombrado como GOES
16, se establecerá en su posición temporal antes mencionada para recibir un
periodo de chequeo y validación de un año de duración, tras lo cual se espera
que entre en operación de manera inmediata, aunque es todavía pronto saber en
qué posición operacional será situado.
GOES-R no será un modelo
único en la serie, ya que en los próximos años serán elevados sus hermanos GOES-S (por el momento, para el 2018) GOES-T (2019) y GOES-U (2024), que están en producción. Todo para mejorar la
ciencia de la meteorología y los pronósticos, aunque a veces no lo parezca.
