Ventana al Espacio (CXL)

La nebulosa de reflexión DG 129, desde WISE.

Misión al planeta Tierra: Sentinel-6A

Puede que para algunos esta sea una entrada repetitiva, pero no lo es. El estudio de los océanos es cada vez más importante, y cuantos más datos, mejor sabemos lo que ocurre. Entre los datos que se continúan recopilando está el de la topografía oceánica: la vigilancia del cambiante nivel del mar, afectado por las corrientes, el deshielo, y fenómenos como El Niño o La Niña. Como se recordará, el estudio sistemático de la topografía oceánica arrancó en 1993 con la misión conjunta NASA/CNES TOPEX-Poseidon, recibiendo su continuación con Jason 1 en el 2001, luego con OSTM/Jason 2 desde el 2008, y más tarde, en el 2016, con Jason 3. Desde la tercera misión, las agencias

involucradas han ido aumentando, con las agencias medioambientales NOAA y EUMETSAT involucrándose para hacer de estas misiones no sólo científicas, también operacionales, para usar la información generada para pronósticos oceánicos, meteorológicos y climatológicos. Claro, con el lanzamiento del último, ya se ha visto que, a pesar de las mejoras introducidas, este sistema, que data de finales de la década de 1990, está obsoleto. Por supuesto, no son los únicos satélites que vigilan la topografía oceánica; allí han estado o están todavía ERS-1 y ERS-2, Envisat, SARAL-AltiKa, CryoSat-2 y, más recientemente, los dos satélites Sentinel-3, que cuentan con altímetros radar muy similares a los de los satélites Jason. Sin embargo, la referencia siguen siendo ellos, con su órbita situada a 1336 km. de altitud, inclinada 66º. Por ello, antes de situar en órbita al último, la comunidad oceánica presionó para diseñar satélites nuevos que continuaran con la base de datos, lo que llevó a la nueva serie Jason-CS, es decir, Continuidad del Servicio. Dada la mayor importancia de estos datos para el estudio del sistema terrestre y su impacto con el cambio climático, solo era de esperar que la Comisión Europea, por vía de la ESA, entrara a cooperar con estos nuevos satélites. Tras nuevas deliberaciones sobre los méritos de los nuevos satélites, sobre si cambiar la órbita o dejarla como está, y las distintas participaciones, finalmente la participación de la ESA en el proyecto hizo que entrara inmediatamente en el catálogo de misiones del programa Copernicus, como Sentinel-6.

Conocidos con su doble nomenclatura de Jason-CS/Sentinel-6, recientemente es esta última la que ya se acepta como única válida. Por ello, la nueva serie de satélites es, como las anteriores, de dos satélites, salvo que no orbitarán en constelación como los Sentinel-1, Sentinel-2 y Sentinel-3, sino que seguirán la fórmula Jason, con el segundo esperando varios años para reemplazar al anterior y continuar recopilando datos, asegurando así la continuidad de la base de datos durante, al menos 10 años más.

¿Sigue siendo importante vigilar la topografía oceánica? Sí, porque los datos siguen mostrando un ascenso, pequeño pero notorio, del nivel del mar. Desde que se empezaron a tomar estas medidas en 1993 hasta hoy, el nivel del mar ha crecido 3.2 mm. al año de media, pero escondido tras esta cifra está el hecho que, en los últimos años, el ritmo de crecimiento ha aumentado. Por ello, continuar recabando esta información es cada vez más importante.

Para Sentinel-6 se ha encargado un nuevo diseño de satélite, que debe aunar la capacidad de albergar una carga útil notable y mantener una precisión y estabilidad lo suficientemente buenas para que el altímetro radar tome mediciones fiables. La encargada del diseño general de los nuevos satélites ha sido Airbus Defence & Space de Alemania, asentándose en la arquitectura, particular y ya probada, del satélite glaciológico de la ESA CryoSat-2. Por ello, se trata de una plataforma rectangular, de 2.35 x 4.17 x 5.30 metros, y como del satélite del que deriva, posee esa curiosa forma de techo a dos aguas, que es donde se sitúan las células solares. Todo lo esencial para funcionar está situado en su interior, como el ordenador, usando un procesador ERC32 como núcleo, usado para las operaciones de a bordo, y conectado a un grabador de estado sólido de 352 Gb. de almacenamiento; el sistema de comunicaciones, con sistema dual 

con banda-S (transmisión de comandos al satélite y uso de emergencias, usando antenas omnidireccionales) y banda-X (transmisión de datos a alta velocidad, una única antena de haz estrecho); sistema de control de actitud, usando lo habitual (unidades de referencia inercial, escáneres estelares, sensores solares, ruedas de reacción y sistemas de descompensación magnética, receptores de GNSS); sistema de propulsión (con dos juegos de cuatro propulsores poco potentes para maniobras orbitales, más un tanque con capacidad de 230 kg. de combustible); generación de energía (dos paneles de dos secciones cada uno, con la sección inferior desplegable tras el lanzamiento mediante métodos pasivos, alimentando los sistemas de a bordo y cargando baterías de ión-litio); y control termal (radiadores, calentadores eléctricos, mantas multicapa y espejos). La carga útil se centra en los siguientes aparatos. Poseidon-4 es el instrumento principal. Es un altímetro radar muy evolucionado con respecto a los de los anteriores Jason, ya que la experiencia acumulada en el desarrollo de los sistemas de CryoSat-2 ha permitido generar un sistema que no solo trabaja como uno convencional, sino que también dispone de capacidad de SAR (radar de apertura sintética). Trabaja en dos frecuencias (banda-Ku y banda-C), y se ha fabricado con la 

capacidad de funcionar en sus dos modos de forma simultánea, lo que permite alcanzar resoluciones de medición de hasta 300 metros. Si bien anteriores generaciones del radar permitían medir la distancia entre el satélite y la superficie marina con exactitudes de dos centímetros, el nuevo baja esa cifra a menos de 1.5 cm. La intención es cubrir el 95% de los océanos del mundo cada 10 días. La antena parabólica de emisión y recepción, de 1.2 metros de diámetro, se encuentra en la parte inferior, para apuntarla directamente en la vertical hacia la Tierra. El segundo, y también básico, es el AMR-C, el Radiómetro de Microondas Avanzado-Clima. Situado en el extremo delantero del satélite, cuenta con una antena de 1 metro de diámetro y todo el sistema de recepción. Es un refinamiento más de los radiómetros de microondas que la NASA ha ido situando en los 

satélites de topografía oceánica desde TOPEX-Poseidon, pero cada vez más miniaturizado y preciso. Se trata de un aparato pasivo, cuya tarea, usando sus tres canales de medición, es calcular la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, ya que este gas puede retrasar la recepción de los pulsos de radar del altímetro, interfiriendo con sus mediciones. Con respecto a los anteriores, aquí se incluye, como experimento, un radiómetro de alta resolución, instalado en el mismo paquete, y que trabaja en tres frecuencias distintas más altas, con respecto al otro, cuyo objetivo es mejorar las mediciones en zonas costeras. Mientras que el radiómetro normal cubre áreas de 25 km., el nuevo experimental observará zonas de entre 3 y 5 km. Como en satélites anteriores, también cuenta con equipo de geolocalización para situar geográficamente las mediciones obtenidas. El primario en este sentido es DORIS, Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrado por Satélite, que no es más que un receptor de radio para aceptar las señales transmitidas de una red de estaciones terrestres formada por 55 localizaciones repartidas por todo el mundo. Recibe dos tipos de señales, en banda-S y en VHF, y calcula el tiempo que tarda en recibirlas usando el principio Doppler al variar su frecuencia durante el tránsito desde su emisión hasta su recepción. Este sistema puede localizar el satélite con márgenes de error inferiores 10 cm. Otro 

componente básico es el sistema de receptores de GNSS. Ahora son capaces de aceptar señales de los sistemas GPS y Galileo, y hacerlo en varias frecuencias. Estos receptores se les denomina POD, por Determinación de Órbita Precisa, y su misión es precisamente esa, fijar la posición del satélite en relación al suelo con exactitudes inferiores a los 10 cm. Y pare terminar, LRA, el Conjunto de Retroreflectores Láser. Otro aparato pasivo, es idéntico al de misiones anteriores, y sirve de objetivo para los transmisores láser distribuidos por el mundo. Al calcular el tiempo que tardan las señales en ir y volver se pueden obtener mediciones muy precisas de la localización del satélite. Un último experimento se ocupará, como los satélites GRACE-FO, de sondear la atmósfera. Son los receptores GNSS-RO, o de Radio-Ocultación. La intención de este sistema es analizar las distorsiones que la alta atmósfera provoca en las emisiones de radio lanzadas por los satélites de GNSS para así calcular parámetros como temperatura, presión, contenido de agua, entre otros. Para ello cuenta con tres trabajando al unísono, uno en la parte superior junto a los de POD, y otros dos, uno en la parte frontal, otro en la trasera, para recibir las señales provenientes desde el limbo terrestre que atraviesan la atmósfera. No solo capturará señales de GPS y Galileo, también será capaz de recibir las del sistema ruso GLONASS, y hacerlo con múltiples señales al mismo tiempo. Su masa total en el momento del lanzamiento será de 1440 kg.

El que se ha de lanzar en breve es Sentinel-6A y, en reconocimiento a la labor ejercida a lo largo de los años acerca de la investigación oceanográfica, también ha recibido el sobrenombre de Michael Freilich, científico de la NASA recientemente retirado, que contribuyó en hacer de esta misión una realidad. En cuanto a su gemelo, Sentinel-6B, no se espera hasta al menos el 2025.

El escogido para situarlo en órbita es el Falcon 9 de SpaceX, que ya lanzó el anterior, con éxito. El lanzamiento se producirá desde la base californiana de Vandenberg el día 21, apuntando a la misma órbita que el resto de la familia: 1336 km., polar, inclinada 66º con respecto al ecuador, sin sincronización con el Sol. Todo para seguir la base de datos, que lleva acumulándose a lo largo de prácticamente 28 años.

Su misión será sencilla: continuar allí donde lo han dejado los demás. Eso significa cubrir el 95% de los océanos cada 10 días proporcionando datos sobre la topografía oceánica que lleven a extraer información sobre la circulación oceánica, velocidad del viento en superficie, altitud de las olas, seguir eventos extremos como huracanes o El Niño, vigilancia de las rutas de navegación, emisión de alertas para las actividades costeras o

de alta mar, especialmente la pesca, etc. Y cuanto más, mejor.

Hablando de mejor, la NASA y CNES llevan años trabajando en una misión que irá todavía más allá. Llamada SWOT, contará con un sistema de SAR interferométrico, junto con sistemas ya conocidos como un altímetro tipo Jason y sistemas de geolocalización, todo para mejorar todavía más la precisión de las mediciones oceanográficas, pero además ampliará esto a cuerpos de agua interiores, como ríos y lagos, así como humedales. Su lanzamiento, para el año que viene. En fin, esto no descansa.