Misión al planeta Tierra: NISAR

 Nuestro planeta es un mundo en movimiento. No nos referimos a su rotación, ni siquiera a su traslación. No. Aunque no lo notemos bajo nuestros pies, nuestro planeta se mueve: las placas tectónicas, las corrientes oceánicas, los ríos, los acuíferos... Por ello, está en constante cambio. A veces lento, a veces traumático. Y para vivir en nuestro mundo lo más tranquilos posible, necesitamos advertencias de cuándo puede ocurrir uno de estos cambios.

Tenemos toda una panoplia de sensores a nuestra disposición para estudiar la superficie terrestre, y si bien una imagen convencional nos da mucha información, no pinta toda la escena. Sí, cámaras como las OLI de Landsat o las MSI de Sentinel-2 son sistemas pasivos, recogiendo la luz reflejada desde la superficie terrestre. Con los sistemas activos, la cosa cambia.

Hay dos formas de estudios activos: herramientas láser como los LIDAR, o su equivalente de radio, el radar. La mejor manera es usar sistemas de radar llamados SAR, radares de apertura sintética que, en resumen, usan su movimiento orbital para simular una antena mucho mayor a la que se transporta al espacio. Se usan, en la actualidad, diversas frecuencias de radio con ellos: banda-X, banda-S, banda-X, o banda-L. Todas tienen sus ventajas, sus inconvenientes. Y, en ningún caso, un satélite puede mezclar frecuencias. Cada satélite está anclado a una en concreto, lo mismo que una cámara puede ver sólo las longitudes de onda que le han instalado. ¿Qué se podría mezclar en un satélite más de una frecuencia de radar? Técnicamente posible, pero nunca se había intentado... Hasta ahora.

Os presentamos a NISAR, la misión de SAR NASA-ISRO. Porque no hay nada mejor que combinar recursos para crear una potente herramienta para el estudio de la Tierra, una especialmente útil para entender nuestro mundo en movimiento. La asociación entre la NASA y la agencia espacial de la India no es sólo para reducir el presupuesto total, es para hacer diversos estudios regionales y locales en el subcontinente indio, de ahí la segunda frecuencia de radar.

Decir que NISAR es un satélite complejo es quedarse cortos. Es una auténtica obra de ingeniería porque debe acoplar componentes proporcionados por ambas agencias y hacerlos funcionar. Así, su bus se basa en la plataforma I3K, o INSAT 3000, usada por ISRO en muchos satélites geoestacionarios con masas cercanas o superiores a los tres mil kilogramos. Muchos elementos son tirando a básicos, otros son de alto rendimiento, como su sistema do control de actitud y su propulsión, puesto que el satélite debe orbitar por un estrechísimo corredor de apenas quinientos metros durante toda su misión. Gran parte de los sensores de control de actitud son componentes de ISRO, salvo el receptor GPS, que lo proporciona el JPL. También de la NASA es el grabador de datos de alta capacidad (más de 9 Terabits de datos) y alta velocidad. En cuanto al sistema de comunicaciones, al cincuenta por ciento: sistema bidireccional de banda-S para recepción de comandos y envío de telemetría, y uno de muy alto rendimiento, de la NASA, trabajando en banda-Ka empleando una antena parabólica acoplada a un brazo móvil en dos ejes, capaz de hasta 3.5 Gbps de velocidad de transmisión. En cuanto a energía, usará dos paneles solares de tres secciones cada uno, generando hasta cuatro kilovatios de electricidad, por las altas demandas de los sistemas de radar. La NASA,

concretamente el JPL, se ha encargado de la estructura que integra los dos sistemas de radar y la antena común. Esta estructura se conoce como IRIS, la Estructura Integrada del Instrumento Radar, que posee forma hexagonal alargada y aloja las cadenas emisoras y receptoras de cada radar, sistemas de manejo de datos para cada radar, una carga útil para coordinarse con los sistemas del bus, y la antena reflectora. El sistema de banda-L procede de la NASA, con una antena de conjunto de fase de 24 elementos, doce por cada polarización. El sistema de banda-S es de ISRO, y cuenta con cuarenta y ocho elementos en su antena, 24 por cada polarización. A diferencia de otros satélites de SAR como los Sentinel-1, Daichi-2, o Cosmo-Skymed, su antena principal es de tejidos do, una rejilla flexible y desplegable con un producto que no sólo alargará su vida, también la hará más eficiente a la hora de recibir las señales de radar. Similar a la usada en la misión SMAP, tiene doce metros de diámetro, estando al final de un mástil de nueve, llamada IRAS, que acopla los escáneres estelares en su base y el receptor de GPS en su extremo superior. A diferencia a la instalada en el satélite antes mencionado, la de NISAR no rotará. Una vez desplegada, otorgará a ambos SAR una cobertura de hasta 242 km, con resoluciones de entre dos y ocho metros, dependiendo del modo. ISRO se encargó de la integración del bus, el JPL de la de los sistemas de SAR, e ISRO de la integración final y pruebas completas, incluyendo la de compatibilidad. Con el observatorio completo, NISAR desplazará una masa de 2380 kg.

ISRO también se ocupa de las operaciones de lanzamiento. Y el escogido para la tarea es el GSLV Mk. 2, lanzador de tres etapas (primera sólida, segunda líquida, tercera criogénica) y cuatro aceleradores laterales de combustible líquido, usando una cofia nueva de cuatro metros de diámetro. El lanzamiento se producirá el 30 de julio desde la plataforma número dos del Centro Espacial Satish Dhawan, en la isla de Sriharikota, en la costa sureste de la península de la India. La órbita buscada es a 747 km de altitud, polar y sincrónica solar, siguiendo casi el terminador terrestre.

Apenas separado de la última etapa, su propulsión le elevará hasta la órbita definitiva, empezando el proceso de verificación, de noventa días de duración prevista. Y el gran hito será el despliegue de su antena, sólo entonces los radares se pondrán en marcha.

Su misión base es de tres años, y sus áreas de enfoque son, básicamente, tres: ecosistemas, deformación, y criosfera. En el primer ámbito, estudiará la extensión de la vegetación, controlará la deforestación y el uso del suelo, cuantificando cuánta masa forestal existe, llevando a cálculos sobre la cantidad de carbono almacenado en los árboles, los bosques, y cambios rápidos o repentinos en los ecosistemas, consecuencia de la acción del ser humano o por el cambio climático. En la segunda

disciplina, trata de detectar, con detalle milimétrico, movimientos del suelo, tanto horizontales como verticales, provocados por terremotos, erupciones volcánicas, deslizamiento de tierras, vaciado de acuíferos... Las zonas urbanas son propensas al hundimiento del suelo, especialmente por la concentración de edificios demasiado altos, y por el tipo de suelos. Las zonas de contacto entre las placas tectónicas y también son zonas de riesgo, obviamente, así como las costeras. La intención es intentar alertar en avance de un posible riesgo o, una vez producido un evento peligroso, proporcionar servicios de respuesta rápida para la mitigación de los efectos causados. El tercer ámbito se centra no sólo en las regiones polares, también en los glaciares del mundo. Usará sus capacidades para calcular, a

escala centimétrica, cuánto hielo se está perdiendo, vigilara el hielo marino a la deriva, calculará cuánto contribuye el deshielo al aumento del nivel del mar y vigilará el permafrost. Además, el agua será un objetivo adicional para la misión, no sólo la que vemos, también la que no. Inundaciones, efectos en zonas costeras, sobre explotación de acuíferos... Curiosamente, ISRO también tiene sus propios objetivos: vigilancia y caracterización agrícola, estudio sobre corrimientos de tierra, glaciares del Himalaya, humedad del suelo, procesos costeros, batimetría costera, vientos costeros, vigilar el hielo antártico alrededor de las estaciones científicas de la India, y vigilancia de peligros. NISAR, como misión de SAR, observará sin importar la hora del día, ni el tiempo que haga, en modos polarimétrico, interferométrico, y uno nuevo llamado SweepSAR. Gracias a las dimensiones de la antena, los dos radares pueden mandar sus señales de radar y, a la hora de recibir la señal de retorno cada elemento de la antena se enciende de forma independiente, barriendo de hecho cada elemento de la antena, que inmediatamente se procesan conjuntamente y combinándose en tiempo real. Este modo permitirá cubrir todo el ancho de escaneo en alta resolución; ancho de escaneo que cubrirá toda la Tierra en doce días. Al ser una misión conjunta, con cada agencia con sus propios objetivos, existe un plan de observación para satisfacer a ambos socios. Por lo general, sólo un radar actuará (el de banda-L el que más, hasta un 50%, con picos de hasta el 70%) pero es plenamente capaz de usar ambos al mismo tiempo. Dependiendo de cómo vaya la misión, los tres años pueden convertirse en un mínimo de cinco.

Ya veis, toda una compleja y complicada misión, con beneficios para todos, puesto que sus datos estarán abiertos para que cualquiera los use. En fin, un proyecto muy indeseado que pronto se pondrá en marcha. Suerte.