Cuántas veces habremos escuchado eso de: “las imágenes del satélite Meteosat”, que damos tan por sentado. Pero,
¿qué es Meteosat? ¿Dónde está Meteosat? ¿Cómo es Meteosat? ¿No habéis sentido nunca una pizca de curiosidad? Si
tenéis unas pequeñas dudas sobre estos satélites, vamos a resolveros algunas.
La idea de un satélite de aplicaciones surgió en la antecesora de la
Agencia Europea del Espacio, el ESRO, a comienzos de la década de 1970, y
aprobado en 1972. Todo coincidió con la idea global de formar una red de
satélites meteorológicos ubicados en órbita geoestacionaria. ¿Por qué esta
trayectoria es tan interesante? Ya lo habremos mencionado alguna vez, y lo
repetiremos: por la posibilidad de situar un satélite allí porque estará fijo
sobre una localización específica de la Tierra. El resultado fue una serie de
satélites que producirían la NASA, Europa. (ESA desde 1975), la Unión Soviética
y Japón, con un total de cinco unidades creando una visión global de nuestro
planeta, llamado Programa Global de Investigación Atmosférica o GARP. Desconocemos
como era la unidad producida por la Unión Soviética, pero el resto usó un
diseño básico de un satélite estabilizado por rotación y un instrumento básico de
imágenes en luz visible e infrarroja. Si bien las unidades de la NASA y de
Japón fueron producidos por la misma firma, el satélite europeo fue construido por
un consorcio liderado por el Contratista Principal Aerospatiale de
Francia,
mientras el instrumento era
desarrollado por la inglesa Matra Marconi. El primer
Meteosat fue el único lanzado por un cohete ajeno a la familia
Ariane, con el
Delta 2914 siendo quien lo hizo, el
23 de septiembre de 1977, para
ocupar su posición sobre la latitud 0º, observando Europa, África y el océano
Atlántico oriental el siete de diciembre, adquiriendo
su primera imagen dos
días después. Desgraciadamente, un fallo en el diseño a bordo de los sistemas
energéticos averió sin remisión su cámara y sus sistemas de diseminación de
datos, casi dos años después de entrar en funciones. Hubo que esperar que el
reemplazo,
Meteosat-2 fuera lanzado
el 19 de junio de 1981, ya en un
Ariane 1
desde Kourou. El siguiente,
Meteosat-3,
no lo hizo hasta junio de 1988, en el primer vuelo del
Ariane 4. Éste fue particular porque era un prototipo de desarrollo
que fue modificado para volar. Esto se hizo porque los dos vuelos anteriores (el
original fue apagado en 1984 cuando se agotó su combustible) eran vuelos de
demostración y desarrollo. Los siguientes formaban parte ya del Programa
Operativo
Meteosat (MOP), lo que
significaba ser construidos para servir a la organización europea de
diseminación de datos meteorológicos por satélite EUMETSAT. El primero bajo MOP,
Meteosat-4, llegó a la órbita ni un
año después de su hermano, en marzo de 1989, con las unidades quinta y sexta
siendo enviadas en marzo de 1991 y noviembre de 1993. A medida que los nuevos
volaban, los viejos eran retirados, con el segundo siendo desactivado (fuera de
órbita geoestacionaria) en 1991, el tercero en 1995, el cuarto en 1996, el quinto
en el 2005, y el sexto en el 2011, acabando como servicio de retransmisión de
datos de plataformas marítimas y terrestres. Entre tanto, se tuvo que construir
una séptima unidad (como Programa de Transición
Meteosat) para servir de puente entre la primera generación y sus relevos,
conocidos como
MSG,
Meteosat Second Generation.
Para los nuevos
Meteosat, se
optó por la barata decisión de ser continuistas en su diseño, mientras que
satélites como los GOES pasaban a plataformas modernas estabilizadas en sus
tres ejes en vez de usar tambores rotatorios. Su instrumento principal, SEVIRI,
es una versión mejorada de la original, y el mismo consorcio desarrolló cuatro
satélites
MSG, todos lanzados por los
Ariane 5, con
MSG-1 elevado en agosto del 2002 (y recientemente retirado como
Meteosat-8), y las tres siguientes en diciembre
del 2005 (
MSG-2,
Meteosat-9), julio del 2012 (
MSG-3,
Meteosat-10) y julio del 2015 (
MSG-4,
Meteosat-11), siendo estos tres aún los activos, mientras que la
séptima unidad del programa no fue retirado hasta abril del 2017.
Actualmente, las cosas están del siguiente modo: Meteosat-11 es, desde el 2018, el satélite primario para EUMETSAT
en 0º (cadencia, una imagen cada quince minutos), mientras que su hermano mayor
funciona como Servicio de Escaneo Rápido (una imagen cada cinco minutos) en
posición 9.5º este, situado sobre el continente africano, y el más antiguo está
reposicionado desde junio de este año como satélite primario en el océano
Índico en 45.5º E. Obviamente, el servicio necesita renovarse por completo,
sobre todo por la aparición de nuevas prioridades de observación, pronóstico y
alerta. Y esta renovación está a punto de empezar.
La idea para una tercera generación de satélites Meteosat surgió hacia el año 2000. Era cierto que aún no se había
lanzado el primero de los MSG, sin
embargo, ya había que plantear esas preguntas: ¿hacia dónde tenían que ir los
satélites? ¿Qué capacidades mantener? ¿Qué otras aumentar, o incorporar? En línea
con lo que se iba proponiendo en otras agencias, la ESA y EUMETSAT fueron
perfilando el proyecto, para optar por un diseño radicalmente nuevo,
completamente distinto a lo que ya tenían. Entre los años 2008 y 2012
formularon los planes definitivos de la que sería la continuación del servicio.
Meteosat, todo hay que
decirlo, es el programa de observación terrestre más longevo en el que la ESA
ha formado parte, con el primer ejemplar convirtiéndose en el primer satélite
europeo en capturar imágenes de nuestro planeta. Desde 1981 hasta la fecha, el
servicio no ha sido interrumpido. Esto significa un flujo constante de imágenes
de la Tierra desde su percha en los 0º del que se sirven los servicios
meteorológicos no sólo de Europa, sino de toda la región que observa. La nueva
serie,
MTG (
Meteosat Third Generation) avanzará el sistema hacia lo profundo
del siglo XXI, incrementando lo que ya se tiene, e introduciendo alguna que
otra nueva prestación que mejorará los pronósticos aquí abajo. Vamos a
conocerles.
Estamos a pocos días del lanzamiento de la primera unidad. Es un gran
satélite, con unas medidas, plegado para el lanzamiento, de 2.3 x 2.8 x 5.2
metros. Su bus tiene forma rectangular, alojando, por supuesto, todo lo
necesario para funcionar. Un ordenador de vuelo gestionará todas las funciones
de a bordo mediante la Unidad de Administración del Satélite, donde todo se
procesa y en donde todo se conecta, incluyendo la instrumentación. Un módulo
importantísimo será el PDD (descarga de datos de la carga útil) la cual, como
su propio nombre indica, es la responsable de amasar la información generada
por los elementos de observación de a bordo y su transmisión. Y para
transmitirlo, usará un sistema de frecuencia dual, usando
banda-S para
recepción de comandos y transmisión de telemetría del hardware de a bordo, y
banda-Ka para la descarga de toda la información recopilada por los sistemas de
abordo, empleando una antena desplegable. Estabilizado en sus tres ejes como
forma de control de actitud, cuenta con unidades de referencia inercial,
sensores solares, escáneres estelares, cinco ruedas de reacción, y sus
propulsores que conforman el módulo de propulsión llamado UPS, Sistema de
Propulsión Unificado, con dieciséis propulsores pequeños para maniobras y
control de actitud, y el potente motor LAE (Motor de Apogeo Líquido), empleando
un sistema bipropelente, es decir, usa combustible y oxidante (hidracina y
tetróxido de nitrógeno, concretamente) para crear la propulsión. LAE sólo se
usará una vez, para la inserción en órbita geoestacionaria. Para su generación
de energía, dos paneles solares, uno por lateral, plenamente rotatorios que
producen suficiente cantidad como para alimentar los sistemas de a bordo y
cargar las baterías del satélite. En cuanto a su protección termal, recurre a
lo básico, como mantas multicapa, radiadores, calentadores eléctricos, mientras
que cada instrumento cuenta con su propio sistema de refrigeración. Y ahora, la
carga útil. Uno de los requisitos durante la planificación era la de poder
tener dos funciones de observación: imágenes de todo el disco terrestre en alta
resolución espectral era una, e imágenes de alta resolución en alta cadencia
otra. ¿Y si
fundirlas en un único paquete? Os presentamos FCI, la Cámara
Flexible Combinada. Un enorme bafle dirige la luz a un espejo plano, de carburo
de silicio con un recubrimiento de plata, pivotante en dos ejes, lo que
permitirá al sistema conseguir una imagen de todo el disco terrestre. Este
espejo entregará la luz al telescopio del sistema, una unidad reflectora tipo
Korsch fuera de ejes y tres espejos de Zerodur, también con recubrimientos de
plata (diámetro de entrada treinta centímetros, longitud focal 1650 milímetros),
que a su vez la lleva a un espejo que sirve al Ensamblaje de Separación
Espectral, que separa la luz recibida mediante divisores de haz dicróticos en
cinco grupos espectrales, uno para longitud de onda visible (sensores tipo CMOS
registrando cinco bandas espectrales a 444, 510 640, 865 y 914 nm) y el resto
para infrarrojo cercano e infrarrojo. Éstos están aislados dentro de una
carcasa de titanio, en el interior de un criostato. Cada camino óptico tiene
unas llamadas ópticas frías, que separan y concentran el resto de longitudes de
onda diseñadas para observar nuestro planeta. Son sensores que exigen
refrigeración
activa, de ahí que estén dentro de un criostato, con su propio
camino óptico aislado del resto. Usa criorefrigeradores activos y radiadores
para desechar el calor al espacio. Detectan el infrarrojo cercano en 1.38,
1.61, 2.25 micrones, en infrarrojo en 3.8, 6.3, 7.35, 8.7 y 9.66 micrones, e
infrarrojo termal en 10.5, 12.3 y 13.3 micrones. Esto hace que FCI registre dieciséis
bandas espectrales, con resoluciones de uno a dos kilómetros, con las bandas espectrales
de 640 nm, 2.25, 3.8 y 10.5 micrones usadas en ambos modos de imágenes soportado
por FCI. Todo para un voluminoso instrumento que posee unas medidas de 1.57 x
1.72 x 2.2 metros, desplaza una masa de casi cuatrocientos kilogramos, y
necesita 495 vatios para funcionar, generando un volumen de datos de 68 Mbps.
El segundo instrumento introduce una capacidad nueva en el sistema
Meteosat. El deseo era ser capaz de
detectar rayos en la atmósfera, una tarea que, durante años, llevó a cabo el
satélite
TRMM con su instrumento LIS,
y llevada a órbita geoestacionaria con el
sensor GLM de los satélites de la
serie
GOES-R. Para
Meteosat, el aparato se llama LI, Cámara
de Rayos. Se ha optado por una sencilla configuración de cuatro telescopios
tipo refractor que usan cinco lentes y, antes, dos filtros especiales: la
ventana de rechazo solar, y el filtro de banda estrecha. Cada telescopio cuenta
con una apertura de 110 milímetros y una longitud focal de 190.8 mm.,
entregando la luz a sensores tipo CMOS de 1000 x 1170 pixels. El sistema
registrará una única longitud focal sintonizada específicamente en los 777.4 nm
y, combinando los cuatro telescopios, cubrirá casi toda la Tierra (más del 80%
de su superficie) con una resolución básica de 10 km, que puede reducirse a 4.5
para los eventos de tormentas. Es un instrumento tirando a caprichoso, porque
puede generar un volumen de datos superior a lo que el satélite puede admitir.
Para ello cuenta con herramientas de software que limitan esta característica. Será
una cámara de alta velocidad, porque detectar rayos lo exige, además de contar
con un procesado de a bordo que hará la detección. Estos dos son los sistemas
principales, pero no los únicos, ya que cuenta con una Unidad de Monitorización
de Radiación, o RMU, que tomará datos del nivel de radiación que experimentará
el satélite en órbita geoestacionaria, un sistema de adquisición y
retransmisión de datos (DCU, con su antena asociada) para plataformas
meteorológicas situadas en lugares remotos, y el receptor GEOSAR de
retransmisión de señales emitidas por las balizas de Búsqueda y Rescate, como
parte del sistema COSPAS/SARSAT. Su vida de servicio se cifra en ocho años y
medio, pero tendrá consumibles para superar los diez. Con todo su combustible
cargado (un total de 1.9 toneladas) desplazará una masa de 3800 kg.
Su lanzamiento se ha fijado para el día 13, y será elevado por un
Ariane 5-ECA desde el CSG de Kourou,
Guayana Francesa. Pero no lo hará solo, porque este satélite,
MTG-I1, ocupará la posición inferior
dentro de la cofia. Es más, estará dentro de una cofia secundaria. Sobre él se
sitúan dos satélites de telecomunicaciones, los
Galaxy 35 y
Galaxy 36.
Así se aprovecha el viaje. En cuanto el lanzador termine su tarea, los tres
estarán en la órbita elíptica conocida como GTO, es decir, órbita de
transferencia geoestacionaria. Así, en el punto más elevado,
MTG-I1 usará el motor LAE para
insertarse en GEO, la órbita geoestacionaria, a 36000 km. de la superficie. A
pesar de gastar una cantidad muy importante de combustible, aún poseerá el 20%
de la cantidad original, suficiente para aguantar años.
Una vez en órbita, ya como
Meteosat-12,
ocupará la posición 0º para iniciar su servicio, tras sus pruebas en órbita,
por supuesto. Pero
MTG-I1 será sólo
el inicio. Cuando se planificó la tercera generación, se decidió separar
funciones. El que está a punto de volar, es el que posee instrumentos de imágenes,
de ahí la I en su nombre. Hay un segundo tipo que es el
MTG-S, que portará sensores de sondeo atmosférico. La ESA producirá
un total de seis satélites, cuatro
MTG-I
y dos
MTG-S, con tres de ellos
funcionando en constelación: dos de imágenes y uno de sondeo. El concepto es el
siguiente: habrá un satélite de imágenes que escaneará el globo terráqueo
entero cada diez minutos, con un segundo centrado únicamente sobre el
continente europeo a una cadencia superior, de dos minutos y medio. Entre medias,
el sondeador capturará datos del globo terráqueo cada sesenta minutos, y de
área local cada quince. De esta otra serie, no esperamos su lanzamiento hasta
el 2024.
Pues ya veis, cambio de guardia en la vigilancia meteorológica
geoestacionaria. Pero no desfallezcáis, con los satélites meteorológicos
polares pronto pasará lo mismo, con una segunda generación de satélites MetOp en producción. Horizontes
despejados.
