Misión al planeta Tierra: FLEX

Fuente: Forschungszentrum
Jülich

 Pensar en esta entrada nos hace volver a los días de escuela. Se trata de la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas sintetizan alimentos a partir del dióxido de carbono atmosférico y la luz solar, con el que terminan emitiendo oxigeno a la atmósfera. Es una simplificación, lo sabemos, pero sin la fotosíntesis, la vida en la Tierra sería imposible. Por eso su estudio es, aún a día de hoy, un importantísimo tema.

Pero, ¿se puede ver la fotosíntesis desde el espacio? No. Sin embargo, lo que sí podemos adivinar es su estado. Las plantas, dependiendo de su tipo, transmiten luz infrarroja que los sensores orbitales pueden detectar y, a través de éstas imágenes, saber, por ejemplo, cuando una cosecha está "estresada", ya sea por calor, frío, falta de agua, y otros factores. En la actualidad, los sensores en los satélites como Landsat o Sentinel-2 son las mejores herramientas porque cuentan con la cobertura, longitudes de onda y resolución para estos estudios.

En el año 2009, Japón puso en órbita el primer satélite dedicado al estudio del cambio climático: GOSAT. También conocido como Ibuki, su misión es la de estudiar gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano. Pronto, en sus datos se descubrió una débil señal la cual, tras diversos experimentos, se descubrió que era una fluorescencia procedente de las plantas, asociada a la clorofila de las plantas cuando hacen la fotosíntesis. Y la NASA descubrió que sus misiones OCO-2 y OCO-3 eran capaces de registrar esta fluorescencia.

Esta es una época en la que la vida vegetal está más estresada que nunca. Ya hay una misión enfocada en el estudio de la masa forestal como es Biomass. Pertenece a la ESA, y la agencia europea dio un paso

más cuando, en noviembre del 2015, aprobó una nueva misión dedicada en exclusiva al estudio de esta fluorescencia.

La octava misión Earth Explorer responde al acrónimo de FLEX, el Explorador de Fluorescencia. Se dedicará en exclusiva a este elusivo componente del sistema terrestre usando un instrumento a la última.

La forma más barata y rápida de tener listo un satélite es usar una plataforma común. Para FLEX se recurre a la francesa Myriade, que ya ha dado satélites como PARASOL o Picard. Se trata de un satélite considerado pequeño, pero a la última en tecnología. Su pequeño bus se forma en dos partes, el módulo de servicio y el de interfaz de carga útil. Se construye principalmente en aluminio además de contar con elementos en polímero reforzado

Fuente: ESA/Mlabspace

con fibra de carbono, por ligereza y resistencia. Una vez en el espacio, sus medidas serán de 1.5 x 4.9 x 1.6 metros. Sus sistemas internos son conocidos, y se basan, en algunos elementos, en la serie de satélites Sentinel-3. Su ordenador usa un procesador ERC-32, con una memoria interna de 8 GB, que gestiona las operaciones de a bordo, y almacena toda la información en un grabador de datos en dos módulos de 256 GB cada uno. Como muchos otros, usa un sistema de comunicaciones de banda-S bidireccional para recepción de comandos y envío de telemetría, y uno unidireccional de banda-X para la transmisión de datos a alta velocidad. Estabilizado en sus tres ejes, usa los elementos básicos: escáner estelar (dos unidades), ruedas de reacción (cuatro unidades) y un magnetómetro, sensores solares, un receptor de GNSS, entre otros. También usará propulsión, cuatro pequeños motores para maniobras orbitales. Dos paneles solares desplegables (superficie activa total de 3.69 m²) alimentarán de energía al satélite, y la almacenará en una batería de ión-litio. En cuanto al control termal, más bien pasivo con mantas multicapa más calentadores eléctricos. ¿Qué decir de su instrumentación? Que es único en su tipo. FLORIS, el Espectrómetro de Imágenes de Fluorescencia, es

Fuente: ESA/ATG medialab

un sistema de luz visible. Nada de infrarrojos, o ultravioleta. Pura luz visible. No es lo habitual, sólo conocemos el que cargó la misión LCROSS a la Luna en tiempos recientes. Se ha configurado como un sistema pushbroom hiper espectral de dos canales. Un único telescopio sirve a ambos. Se trata de una unidad de cinco lentes (apertura, 75.6 mm) en forma de objetivo Petzval que, en su entrada, cuenta con un scrambler de polarización. La luz llega, tras recorrer el tren óptico del telescopio (longitud focal, 234.5 mm, f/3.1) a un ensamblaje de doble abertura, cada una en uso para cada canal. Ambos canales son semejantes, con un espectrómetro tipo Offner con rejillas holográficas y sensores CCD. El canal HR, de Alta Resolución, registrará la luz entre 670 y 780 nm, usando dos detectores con 1060 x 450 pixels de superficie activa. Por su parte, el canal LR, de Baja Resolución, observará la luz entre 500 y 758 nm, usando un único CCD idéntico. FLORIS se ha diseñado para detectar las bandas del Oxígeno-A (759-769 nm), Oxígeno-B (686-697 nm), absorción de la clorofila (600-677 nm) y el índice de absorción fotoquímica (500-600 nm). La configuración del instrumento le dota un campo de visión de 150 km para una resolución de 300 metros. Repostado y listo para el lanzamiento, FLEX declara una masa de 400 kg.

Fuente: ESA–P. Carril

Por el tamaño y el peso del satélite, queda claro que lo más sensato es usar un lanzador ligero. Por eso, se recurre al Vega-C desde Kourou. Y no viajará solo porque lo hará acompañado por Sentinel-3C. Por los diseños de ambos, este último estará en la posición superior, mientras que FLEX, dentro de una cofia secundaria, se sitúa en la inferior. Su lanzamiento, para el día 15. De hecho, es muy apropiado, porque ambos van a la misma órbita, polar sincrónica solar, a 814 km de altitud. El ciclo repetitivo de FLEX será de 27 días.

Fuente: ESA/ATG medialab

La idea detrás de FLEX es la de no estar solo. No, porque orbitará a poca distancia (entre 40 y 100 km) de uno de los satélites Sentinel-3, concretamente en la primera unidad lanzada, de momento. Una vez en posición y plenamente verificado, FLEX observará su campo de visión y, con los datos en tierra, se podrán fusionar con los que generen los sensores OLCI y SLSTR de Sentinel-3A. 

Durante tres años y medio, FLEX proporcionará daros para estudiar globalmente la fluorescencia (técnicamente, Fluorescencia Inducida por el Sol) para poder inferir la

Fuente: ESA/ATG medialab

fotosíntesis. Dos son los objetivos: medir globalmente la fluorescencia de la vegetación, y a partir de ella cuantificar la actividad fotosintética y el estrés de la vegetación. Con esta información los científicos serán capaces de ver la reacción de la vegetación al clima cambiante de la Tierra.

Pequeño tamaño, misión hercúlea. Necesita un poco de suerte.