Ventana al espacio (CLXXXV)

 

El centro galáctico, desde XMM-Newton.

Misión al planeta Tierra: Arctic Wheather Satellite

 Gracias a los satélites meteorológicos, tenemos una vista completa de nuestro planeta... O no. Existen regiones que son remotas hasta para los satélites, incluso para los de órbita polar. Si a eso le sumamos que resulta complicado obtener datos "in situ", en especial en el Ártico, está claro que tenemos un imagen incompleta del tiempo y el clima.

Costa este de Groenlandia (Aqua/MODIS)

La región ártica es el enfoque de muchas miradas. A diferencia del Antártico, poner el pie es cada vez más peligroso, por la reducción del hielo marino. ¿Meter barcos? Claro, pero luego tendrán que salir para evitar quedar atrapados. Sólo queda una solución: satélites especializados.

Lo ideal sería un satélite que observase el Ártico continuamente, como los geoestacionarios, pero es imposible. En cuanto a los polares, para cubrir toda la región necesitan todo un día y pasos repetidos. Puede decirse que Roscosmos dio con una solución, la menos mala. Sus satélites Arktika-M (dos en órbita, dos en distintas etapas de producción) orbitan en trayectorias de alta inclinación y fuertemente elípticas, con perigeos de mil kilómetros y apogeos de cuarenta mil, con los apogeos coincidiendo con los pasos por el Ártico, de modo que lo vigilan durante horas usando una cámara multiespectral y aparatos de partículas y campos, como los geoestacionarios. ¿Puede haber otra solución? Tal vez.

La Agencia Europea del Espacio tiene, desde hace pocos años, una iniciativa de misiones de pequeño formato, presupuesto aquilatado y un calendario de desarrollo veloz. Resulta ideal para probar cosas nuevas, además de llenar nichos de conocimiento que, de otro modo, costaría bastante de conseguir. Y su primera misión pronto estará en órbita.

Le han llamado Satélite Meteorológico Ártico, AWS para abreviar, y no sólo responderá a las necesidades meteorológicas para la región ártica, también es un vehículo experimental que podría llevar a la formación de todo un sistema global de detección. 

No decimos que es pequeño porque sí. AWS basa su bus en la plataforma Innosat producida por la firma OHB Suecia. Tienen experiencia: entre otros proyectos, fueron los responsables de SMART-1. En configuración plegada, sus dimensiones son de 1 x 0.7 x 0.9 metros. Usa redundancia selectiva, la verdad y es poco lo que sabemos de sus tripas. Sí sabemos que su sistema de comunicaciones es dual, con banda-S para envió de comandos y transmisión de telemetría, y de forma inusual, banda-L (usada en señales de GPS y sistemas meteorológicos) para la transmisión de datos de su único instrumento. Estará estabilizado en sus tres ejes, usando lo habitual,

incluyendo dos escáneres estelares y receptores de GNSS para geolocalización. Y cuenta con una particular forma de impulsión iónica llamada propulsión eléctrica de emisión de campo, o FEEP. Se trata de un ingenioso sistema que lo concentra todo en un paquete compacto, hasta el combustible. En estos motores, el combustible se mantiene en estado sólido (en algunos casos) puesto que suele ser algún tipo de metal o sustancia de propiedades metálicas, como el cesio o el mercurio, sin hacer ascos a otras formas. Una vez lanzado y en el espacio, el combustible se vuelve líquido, y aplicando un campo electrostático, adquiere una forma como de dedo. De su extremo se extraen los iones, para ser acelerados. Como todo motor iónico, cuenta con un neutralizador. AWS cuenta con cuatro de ellos, si bien puede cumplir su misión sólo con tres. Estos motores FEEP no son muy potentes en empuje inmediato (los de AWS sólo consiguen 1.2 mN de empuje) pero no necesitan más, la verdad. Se ha demostrado que con impulsión iónica, un vehículo espacial hace maniobras más precisas con un gasto de combustible muchísimo menor. Con ellos, AWS llegará a su órbita de trabajo tras separarse de su lanzador, corregirá su trayectoria, evitará colisiones con otros satélites y, para el final de su vida útil, sacarlo de órbita para su incineración en la atmósfera. No nos preguntéis sobre el combustible que usará; lo ignoramos. Y, por supuesto, dos paneles solares, de tres secciones cada uno y ángulo fijo, dará energía al satélite, además de otorgarle una envergadura

de 5.3 metros. Como mencionamos, nada más que cuenta con un instrumento, un radiómetro de microondas. Deriva del desarrollado para la nueva generación de satélites MetOp, con modificaciones que le permiten cubrir más terreno y con alguna frecuencia distinta. El sistema cuenta con una antena rotatoria a 45 rpm, que entrega la energía captada a cuatro cuernos receptores, y sus detectores asociados. Cada uno de ellos apunta en una dirección levemente distinta, que se corregirá con el procesado en tierra. Cubrirá un total de 1870 km, con resoluciones en la vertical de entre 8 y 40 km. De este modo, con un sólo barrido, cubrirá toda la región del ártico usando diecinueve canales entre los 50 y los 325 gigahércios. En báscula, declara una masa de 125 kg.

Dado su tamaño y masa, puede parecer exagerado usar con él el Falcon 9, pero si con él van como pasajeros otros treinta satélites, o más, entonces sí está justificado. Claro son todos satélites en formato micro, incluso Cubesats. Es lo que SpaceX llama misiones Transporter, siendo la undécima de ellas. El despegue se producirá el 16 de agosto desde la base californiana de Vandenberg, y AWS apunta a una órbita polar, sincrónica solar, a una altitud de 600 km.

Pasado el periodo de pruebas y una vez en su trayectoria de trabajo, su misión comenzará. A primera

vista, sus objetivos son modestos: tomar mediciones de temperatura y humedad atmosférica. La información puede transmitirse en tiempo real, o una vez cada órbita, todo para introducirla en los modelos meteorológicos para la región ártica, si bien también se pueden aplicar al llamado "nowcasting", la generación de pronósticos en, virtualmente, tiempo real, que se entiende como crucial en la zona. Pero, ¿sólo tomará datos en el Ártico? No, la toma será global, por lo que, al final, todo el mundo se beneficiará de su información. Su amplia cobertura y alta resolución peemitirá captar fluctuaciones rápidas y breves de la humedad atmosférica, datos que, a día de hoy, no se tienen. 

AWS es, además, una misión experimental. Si tiene éxito, será la precursora de una constelación de satélites, virtualmente idénticos a AWS, que orbitarán nuestro planeta, pero haciéndolo en tres planos orbitales distintos. Se llamará EPS-Sterna, y contará con seis vehículos. 

Lo pequeño también puede ser grande, por eso no subestiméis la importancia de esta misión. Habrá que vigilarla. 

Ventana al espacio (CLXXXIV)

 

La estrella simbiótica Mira HM Sge, desde el telescopio Hubble.

Ventana al espacio (CLXXXIII)

 

El Sol, 27 de abril del 2024 (STEREO-Ahead/EUVI)

APEX a por Apophis

 Marcad esta fecha en el calendario: 13 de abril del 2029. Ese día, se producirá el paso más cercano de un asteroide a la Tierra en los tiempos modernos. Será a 31.000 km de altitud, por debajo de la órbita geoestacionaria. No supone un peligro, si bien podrá ser observado desde tierra y desde el espacio. Será, sin embargo, justo después, cuando tengamos un encuentro íntimo y personal con este objeto. 

No, no es cuestión de repetirse. Ya hemos hablado de Apophis antes en esta Crónica, sí, y en su día comentamos que una misión existente se preparaba para ir en su busca. Antes, claro estaba, tenía cosas que hacer.

OSIRIS-REx no necesita presentación: es la misión de recogida de muestras al asteroide Bennu. Huelga decir que, el pasado 23 de septiembre nos entregó su tesoro, compuesto por nada más que 121.6 gramos de material del asteroide, más del doble del requisito original. Pero, ¿y la sonda? Ella aprovechó el paso cercano a nosotros para hacer una asistencia gravitatoria, modificando su órbita y así situarse en camino al asteroide Apophis. Se inició, por tanto, la misión OSIRIS-APEX. Mejor que vayamos al grano.

Antes que nada, ¿cómo está OSIRIS-REx? Justo después de su entrega, excelente. Y lo sigue estando, no nos entendáis mal. Sus instrumentos están utilizables, y por el momento, no ha sufrido averías graves. Así, se puede hacer una misión extendida con garantías.

Pero llegar será un proceso largo. Si contase con impulsión iónica (como la actual Psyche) posiblemente lo alcanzaría antes. Al usar propulsión convencional, necesitará algo de ayuda. Esto supone casi seis años de crucero, que tiene sus propios retos y riesgos. Como otras misiones antes que ella, OSIRIS-REx necesitará de tres asistencias gravitatorias a la Tierra, más tres maniobras de espacio profundo, dos pequeñas y una tercera más enérgica. ¿Supone un problema? No necesariamente, porque con el tiempo la sonda llegará a su destino. Sin embargo, ya hemos dicho que viene con riesgos y retos, nada pequeños. 

Si recordáis las auroras del pasado mes de mayo, ese es el mayor indicativo de que nuestra estrella se dirige hacia su máximo de actividad, y promete ser potente. El último de sus características fue el del 2001. Por ello, el Sol esta más activo que de costumbre, lanzando, casi constantemente llamaradas, fulguraciones, tormentas y CME's. Para una sonda, ser agredida por una de ellas puede ser dañino (que le pregunten a Nozomi), provocando daños importantes a su hardware y afectar también a su software, con consecuencias muy graves. A ver, están preparadas para agresiones semejantes, pero sólo hasta cierto punto. De ahí que su camino en estos años esté plagado de peligros. Ah, y hay un riesgo más que tener en cuenta, si bien éste es más trabajable.

El sobrevuelo posterior a soltar su cápsula de retorno puso a OSIRIS-REx en una nueva órbita en la cual su nuevo perihelio la acerca peligrosamente al Sol. Es cierto que las sondas espaciales se diseñan pensando en sus parámetros de misión principal. Sin embargo, se dan casos en que alguna acaba yendo más allá de sus límites. Pensamos, por ejemplo, en NEAR-Shoemaker, la cual, para sobrevolar el asteroide Mathilde en junio de 1997 tuvo que alejarse de nuestra estrella más allá de su limite máximo de diseño, pudiendo usar nada más que un instrumento, su cámara, en el encuentro. En el otro extremo, Akatsuki, tras fallar su inserción orbital en Venus en diciembre del 2010, se vio obligada a aproximarse al Sol más de lo previsto durante la misión, lo que le causó su peaje años después z perdiendo el uso de dos de sus cinco cámaras. Para OSIRIS-REx, el nuevo perihelio supone ir más allá de su límite de diseño de 0.77 unidades astronómicas, hasta llegar a las 0.5 UA, algo menos de 75 millones de km del Sol. Y no una vez, sino hasta seis veces antes de llegar a Apophis. Claro, también supone un riesgo serio de avería para el hardware, algunos elementos siendo más sensibles que otros. Con la sonda en buena forma física, no es cuestión de estropearla por una insolación. ¿En qué han pensado sus

ingenieros? Un posicionamiento, digamos, peculiar. Para superar el tiempo antes, durante y después del perihelio, la sonda mantendrá una orientación fija, con un panel solar para generar electricidad, pero sin encarar al Sol, y el segundo replegado para ofrecer sombra a la zona donde están los componentes más sensibles a la temperatura. Puesto que son paneles orientables en dos ejes, reposicionarlos no es problema. Esta actitud supone, además, el apagado de muchos sistemas, dejando sólo los vitales, así como una limitación en las comunicaciones puesto que implica no poder apuntar la antena principal a nosotros. Por ello, toda la información generada a bordo sobre el comportamiento se almacenará en los grabadores de a bordo, para su posterior descarga cuando la órbita lo permita. 

Comparación del antes y del después
de su primer perihelio. No hay
cambios

En justicia, OSIRIS-REx ya ha pasado por su primer perihelio el pasado mes de enero, y sólo recientemente hemos recibido las novedades sobre su estado, y sigue siendo bueno. Hasta los instrumentos se encuentran en excelentes condiciones. Ah, y el siguiente perihelio se acerca, ya que sucederá el próximo mes de septiembre.

Hablando de la sonda en sí, como ya hemos dicho, carece de problemas. Sus componentes aún tienen margen de vida, sin duda. De todos, los que se miran con lupa son los que poseen partes móviles, y los que tienen más movimiento son las IMU's, o unidades de medición inercial. Son los giróscopos en su interior los que preocupan potencialmente, al ser los más propensos al fallo. Por eso, cuanto antes (si no se ha hecho ya, no lo sabemos) la misión cargará u n parche de software para que la sonda se gobierne usando nada más que uno de sus dos escáneres estelares como referencia absoluta de actitud. No es nada nuevo para una misión, son varias las que están así configuradas, permitiendo alargar la vida de las IMU's. De ese modo, se reservarán para lo importante. Acerca de los instrumentos, están bien. Claro, en la maniobra de recogida de muestras se cubrieron de una fina capa de polvo. ¿Se ha reducido

su sensibilidad? Sí. ¿Supondrá un problema en Apophis? No, porque ya se ha entendido este problema y en la calibración se tiene ya en cuenta. Así, los sistemas OCAMS, OVIRS, OTES y OLA, más las TAGCAMS, se usarán en el nuevo destino. OLA es el que ha dado sus problemas porque uno de sus emisores falló durante la estancia en Bennu. Menos mal que el segundo aún tiene margen de vida. Aún más, la sonda cuenta con un sistema LIDAR alternativo que debía usarse en Bennu para navegación, pero no se empleó como consecuencia de las características del asteroide. Y OVIRS tenía un problema: un fragmento de Bennu se quedó atascado en su puerto de calibración solar. Sin embargo, tras el chequeo posterior al primer perihelio, se ha podido comprobar que este puerto está libre. No se sabe bien la causa de esta liberación, pero es bienvenida. Y, hablando de combustible, aún cuenta con un saludable margen. Como navegar en Bennu fue más fácil de lo anticipado, la sonda conserva más combustible de lo esperado en estos momentos. Buenas noticias, sin duda.

Camino a Apophis (fuente: DellaGiustina et al 2023)

No basta con sentarse y esperar, esperando que la mecánica celeste nos ponga en el caminos correcto: hay que trabajarlo. Para poder alcanzar a Apophis, se necesitan maniobras propulsivas, la primera de las cuales está al caer, puesto que será en menos de un mes, el 17 de julio. Será breve, más que nada para como mprobar la funcionalidad de la propulsión, y para fijar el camino de vuelta a la Tierra para un sobrevuelo que se producirá el 25 de septiembre del año que viene. Y de ahí hasta llegar a Apophis necesitará dos maniobras de espacio profundo más (7 de octubre del 2026 y 28 de junio del 2027) y un sobrevuelo terrestre adicional (17 de marzo del 2027) para ponerse en rumbo.

Si pensáis que el equipo científico estará sentado todo este tiempo, la realidad será bien distinta. Por un lado habrá multitud de simulaciones que realizarán para preparar y ensayar las operaciones en el asteroide. Por él otro, un objetivo secundario será la realización de observaciones de un topo muy distinto: exoplanetarias. Pero en vez de observar las estrellas en busca de planetas extrasolares, usará la propia Tierra como análogo. Usando MapCam, OVIRS y OTES, se construirá una base de datos sobre parámetros como la reflectividad (la manera de un tipo de superficie en reflejar la luz), curva de fase (el posicionamiento de un cuerpo celeste dependiendo del punto de vista del observador y de su estrella, para entender qué lado está iluminado) y curva de rotación (para detectar cambios en la superficie basado en el terreno). No es algo nuevo: Deep Impact, en su misión extendida EPOXI, ya hizo algo semejante. OSIRIS-REx cuenta con más recursos, en este sentido.

La acción de verdad comenzará a finales de marzo del 2029. Es en ese momento cuando se iniciará la campaña de navegación óptica con PolyCam (los instrumentos serán calibrados regularmente), si bien se estima que la primera detección de Apophis no será hasta el 2 de abril, once días antes de la máxima aproximación del asteroide a la Tierra. Desde entonces, la observación será prácticamente continua. Además de servir para perseguirlo y maniobrar en consecuencia, ayudará a mejorar sus efemérides (órbita, rotación, eje de rotación) previas al encuentro con la Tierra. Para el 13 de abril, mientras Apophis pasará a 31.000 km, la sonda lo hará a 1.153 km, acelerando para poder alcanzar su destino pocos días después.

Pasado el encuentro terrestre, comenzará la verdadera aproximación, y esta fase es muy importante, porque Apophis estará fuera de nuestra vista durante semanas. Pero no para OSIRIS-REx, que será nuestro testigo del efecto que tendrá sobre el asteroide pasar tan cerca de la Tierra. ¿Expulsará material, como Bennu? ¿Su superficie se reformará? ¿Cambiará su rotación?

Mientras hace estas observaciones, realizará su primera maniobra de aproximación el 21 de abril, situándose a algo más de 4000 km de Apophis, para acercarse gradualmente hasta llegar a quince para el 5 de junio. En ese momento empezará la fase de estudio.

Lo primero será el llamado Estudio de Triángulo. Así, OSIRIS-REx observará Apophis desde tres puntos distintos formando los tres vértices de un triángulo y con condiciones de iluminación óptimas. Se creará un mapa de su superficie para cartografía y navegación, y datos sobre composición. Hay que tener en cuenta que Apophis es un tipo-S de asteroide, por lo tanto más reflectivo. Puesto que los instrumentos se diseñaron para un objeto oscuro como el carbón como Bennu, significará usar los sistemas visuales con tiempos de exposición e integración muy cortos para no saturar los sensores. Esta fase durará seis semanas, con dos ciclos completos.

Aproximadamente un mes durará el estudio de gravedad, con maniobras aparentemente aleatorias, reduciendo su distancia hasta los cinco km, para capturar datos sobre el seguimiento de su señal de comunicaciones y, usándola, tratar de determinar su campo gravitatorio y su estructura interna. Entonces parada a su primera órbita, sobre el terminador. Su altitud será menor a dos km, y servirá para capturar un modelo de forma en alta resolución con el altímetro OLA, además de capturar imágenes y otros datos que muestren posible emisión de partículas o los efectos de la luz solar sobre su superficie, su rotación.

(fuente: DellaGiustina et al 2023)

La siguiente fase será más exigente. Llamada de Estrella de Mar, la sonda se irá posicionando de tal modo, en diversas estaciones, que podrá ver a Apophis desde distintas condiciones de iluminación, ideal para cartografía y estudios espectroscópicos. Serán seis puntos fijos, a distancias de ente 5 y 7.5 km. Se repetirá dos veces. Las dos siguientes fases son semejantes a las usadas en Bennu. Al finalizar esta fase, volverá a situarse en órbita, a distancias de entre 1 y 4.5 km. En vez de una órbita fija, como la anterior, en esta fase la iluminación variará notablemente, por lo que hará estudios globales de alta resolución de la superficie. Justo después, el equipo seleccionará dos zonas de la superficie para estudios más detallados, como si fuera a estudiarlos para coger muestras, que es imposible. Se hace, más que nada para tener una visión microscópica de Apophis, ver qué secretos oculta a corta distancia. Y tras una última fase de estudio Estrella de Mar (un

solo ciclo) llegará la maniobra estrella: STIR, o Investigación del Regolito por los Propulsores de la Sonda. Es, en esencia, una repetición de la maniobra de TAG en Bennu, pero sin brazo extendido, sin intención de coger muestras. No, lo que se pretende es movilizar el regoluto de la superficie en la zona seleccionada para ver qué hay justo debajo, como pasó en Bennu con la maniobra de alejamiento. Salvo por la fase de recogida de muestras, STIR será virtualmente idéntico a TAG. Después, la sonda se alejará para realizar estudios posteriores sobre la zona afectada. 

Ese es, al menos sobre el papel, el fin de OSIRIS-APEX. Sin embargo, según los estudios realizados, OSIRIS-REx aún contará con una decente reserva de combustible, y aunque se planea dejar la sonda en una órbita sobre el terminador de Apophis, podría hacer más: una segunda maniobra STIR, observaciones desde el lado opuesto (situando Apophis entre la sonda y el Sol), observaciones de expulsión de partículas, órbita muy baja (dependiendo de la forma del asteroide) o usar el brazo de TAGSAM para "picar" al asteroide y disparar la botella restante de nitrógeno. O, incluso, podría aterrizar en Apophis, al estilo de NEAR-Shoemaker, y servir de baliza de radio para mantener seguimiento de este asteroide.

Ya lo veis, no han dejado nada al azar. Todo depende de que llegue en buena forma, si bien eso puede no depender de la propia misión. Pero hay confianza, y la ciencia que promete es sin duda fascinante. ¿Qué tal si seguimos su viaje?

Ventana al espacio (CLXXXII)

 Cometa C/1999 T1 (McNaught-Harley), desde XMM-Newton.

Misión al planeta Tierra: EarthCARE

 En el denominado sistema terrestre, hay muchos elementos que entendemos, y podemos modelar: las corrientes oceánicas, cómo se calienta la superficie dependiendo del material que la conforma, el fluir de los ríos, etc... Hay dos, sin embargo, que son muy difíciles de modelar y, aunque parezca mentira, están íntimamente ligados.

En el 2006 la NASA lanzó, al mismo tiempo, dos misiones independientes pero complementarias: CloudSat y CALIPSO. La primera cargaba con un radar meteorológico que nos permitió ver las nubes por dentro. El segundo, una batería de sensores para el estudio de la formación de las nubes y de la extensión de los aerosoles. Hay que entender un par de cosas. La primera: sin aerosoles difícilmente se formarían nubes. La segunda: modelar las nubes en sistemas informáticos es francamente complicado, en especial por lo poco que sabemos de ellas, sobre todo por dentro. Estas dos misiones apuntaban a enseñarnos lo básico, y al situarse en medio de una constelación de satélites de temática atmosférica como es el Tren-A, se creaba una imagen más completa. Es cierto añadir que ambos ya no están en la constelación, ya quisiéramos, puesto que se trataba de satélites ya con una edad cuyas misiones ya han finalizado, tristemente.

Las nubes son básicas no sólo para que llueva o nieve, juegan un papel crucial. Al ver una imagen global de la Tierra, comprobamos que, aproximadamente, está cubierta de nubes en un sesenta y cinco por ciento, con diversos tipos de nubes, más altas, más bajas... Gracias a las nubes, nuestro planeta no es un desierto gélido como Marte, ni un infierno como Venus. De hecho, templan la atmósfera. Por lo general, es el Sol quien nos calienta, y esa energía acaba, o llegando a la superficie, o parada por las nubes, devolviéndola al espacio. En cuanto a la que llega al suelo, queda absorbida, o retenida, o reflejada de vuelta. Sin nubes, se va a la atmósfera. Con ellas, vuelve al suelo. En cuanto a los aerosoles, son por lo general partículas emitidas desde el suelo, como polvo en suspensión... Estos aerosoles, a una altitud concreta, se convierten en los núcleos en que se condensan las gotas de agua, y así, formar la nube. Esto es, más o menos, lo básico. A pesar de todo lo estudiado, las nubes y los aerosoles siguen siendo, grandes incógnitas que hay que resolver. Para eso, pronto se enviará la que puede ser la misión definitiva. 

¿Y si juntásemos los instrumentos de CloudSat y CALIPSO en un solo satélite? Os presentamos EarthCARE, el Explorador de Nubes, Aerosoles y Radiación Terrestre. Este proyecto, complejo como él solo, es una de las misiones Earth Explorer de la Agencia Europea del Espacio, y la única realizada en conjunción con otra agencia espacial, concretamente la japonesa JAXA. Es una misión de precisión, por eso se han tardado años en prepararla. Por fin, está lista para volar.

Es una de las misiones más insólitas que se hayan diseñado. Completamente desplegada, mide diecinueve metros de largo, gran parte de esto es por su panel solar y su antena de radar, 2.5 de ancho y 3.5 de profundidad. Su bus es, a diferencia de muchos satélites actuales, una pieza única, si bien basada en la plataforma AstroBus-L, diseñada exclusivamente para

esta misión, construida básicamente en fibra de carbono, por rigidez, alineamiento de los instrumentos y ligereza. Poco sabemos de lo que le conforma para volar, aunque sí que su sistema de comunicaciones usará tanto banda-S como banda-X, la segunda como elemento de alto rendimiento, está estabilizado en sus tres ejes, y cuenta con su propia propulsión (aloja 313 kg de combustible). Su panel solar, de cinco secciones, mide once metros de largo, con una superficie activa de 21 m² repleta de células de alto rendimiento. Una batería de ión-litio servirá cuando esté en la sombra o requiera energía extra. Cuenta con cuatro investigaciones, dos pasivas y dos activas. Empezando por la segunda categoría, tenemos ATLID, el

LIDAR Atmosférico. Se compone de un telescopio receptor tipo Cassegrain con un espejo primario de 62 cm, y dos canales emisores de láser. Sólo funcionará uno, y cuentan con la particularidad de estar presurizados  1.2 bares, para evitar degradación. Se inspira en el ALADIN de la misión Aeolus, y por lo tanto trabaja en lu ultravioleta (355 nm). El canal receptor lo conforman tres unidades, un canal cros-polar, uno para dispersión Rayleigh y un tercero para dispersión Mie. Creará perfiles verticales registrando la distribución las propiedades de nubes y aerosoles, como altitud, espesor, propiedades

ópticas y hasta el tipo de aerosol. Después viene CPR, el Radar de Perfilado de Nubes. Su mayor características es su antena de 2.5 metros de diámetro, pero es mucho más. Es el segundo de su tipo en volar al espacio, pero el primero en el espacio con capacidad Doppler. Trabajará a 94 gigahércios, y registrará el interior de las nubes y atravesará incluso precipitación ligera, para conseguir detalles sobre su estructura vertical y su velocidad, distribución del tamaño de partículas y  contenido de agua. Esta es la contribución de JAXA. Tanto ATLID, como CPR están alineados con los escáneres estelares, para evitar errores de

alineamiento. En la primera categoría, MSI, la Cámara Multi Espectral. Aunque lo parezca por nombre, no tiene nada que ver con las cámaras de los satélites Sentinel-2. Es más, son dos cámaras en una. La primera registra longitudes de onda visibles, de infrarrojo cercano e infrarrojo de onda corta (dos canales). La apertura principal es de 4.7 mm (10.4 el segundo de onda corta) y el sistema óptico cuenta con espejos y divisores dicróticos. Para los canales visible e infrarrojo cercano los sensores son de silicio, los de infrarrojo de onda corta arseniuro de indio y galio, el segundo de los cuales usa refrigeración pasiva. La segunda registra luz de infrarrojo termal mediante tres canales, con un complicado sistema óptico propio. Como detectores emplea conjuntos de microbolómetros de 385 x 288 píxels, trabajando en modo TDI (Integración por Retraso de Tiempo), y situados en un paquete que integra un refrigerador termoeléctrico. El campo de visión es idéntico en todos los casos, cubriendo un ancho de escaneo de 150 km, con la particularidad de estar desviado hacia su izquierda (115 a la izquierda, 35 a la derecha) para evitar destellos solares. La resolución será de 500 metros. La intención es obtener información de contexto para la instrumentación activa, al tiempo que obtiene información adicional sobre tipo de nubes, propiedades ópticas de nubes y aerosoles, además de ayudar a crear

representaciones tridimensionales de nubes y aerosoles. Y para terminar, BBR, el Radiómetro de Banda Ancha. Peculiar como pocos, cuenta con tres telescopios idénticos, uno apuntando en la vertical, hacia abajo del satélite, y los otros dos miran hacia delante y hacia atrás. Cada telescopio cuenta con su propio detector lineal de microbolómetros refrigerado, registrando luz infrarroja entre 0.25 a 50 micrones, y mediante un filtro especial, infrarrojo de onda corta entre 0.25 y 4 micrones. Aunque sus resoluciones pueden ir de entre 0.6 a 1.8 km, dependiendo del campo de visión, lo habitual será una de unos diez km. Lo que pretende es medir el equilibrio en la cantidad de energía que entra y sale, midiendo la radiación solar reflejada y la radiación termal emitida por la superficie terrestre. Con estos datos, y los de los demás, se verá cuál es el efecto que tienen las nubes y los aerosoles en el equilibrio energético terrestre. A plena carga en el momento del lanzamiento, desplazará una masa de 2200 kg. La mayor misión de este programa.

Con tanto tiempo de desarrollo, escoger lanzador ha sido tarea complicada. Puesto que se diseñó para ser compatible con diversos tipos, dar con el ideal fue complicado. El escogido, al final, ha sido el Falcon 9, que lo pondrá en órbita desde la base de Vandenbeeg, en California. Hay que admitir que la primera opción fue el Vega-C, que hubiera volado, por tanto, desde el Puerto Espacial Europeo de Kourou, Guayaba Francesa. Pero unos problemas con él lo mantienen en tierra, recurriendo a la segunda opción. el despegue se ha fijado para el día 28.

Cuando se elevaron CloudSat y CALIPSO, todos eran de la opinión que una órbita más baja de los 705 km del Tren-A hubiera sido ideal, aunque pesó más la sinergia con los otros satélites de la constelación. Con EarthCARE, no hay este problema: la seleccionada está a 393 km de altitud. Será casi polar, cruzando el ecuador constantemente a las dos de la tarde, hora local, en una trayectoria sincrónica solar. Su patrón repetitivo, es decir, que volverá a un mismo lugar, será de 25 días. 

Está claro que las nubes no sólo son básicas para que llueva, también para mantener al equilibrio de la temperatura terrestre. La luz solar que llega en un espectro que va desde el ultravioleta (parada por la capa de ozono estratosférico) hasta el infrarrojo de onda corta, pero acaba saliendo como radiación de infrarrojo termal. Así, la cantidad que escapa o retorna al suelo de esta emisión dependerá de cómo es la nube, su estructura tridimensional. EarthCARE cuenta con todos sus instrumentos co-localizados, es decir, todos ven lo mismo, desde su perspectiva, con campos de visión sin obstrucciones. Mientras CPR consigue construir secciones del interior de las nubes ATLID capturará perfiles atmosféricos, detectando de todo lo que pille, mientras MSI generará imágenes de la atmósfera, especialmente de los sistemas de nubes, y BBR registra la energía que se intercambia. 

¿Para qué se lanza EarthCARE, concretamente? Cuenta con muchos objetivos que cumplir. Uno de ellos es observar perfiles verticales de todo tipo de aerosoles, naturales y de origen antropogénico, para estudiar, a escala global, sus propiedades radiativas y su interacción con las nubes. También hará lo propio con el agua líquida y el hielo atmosférico para ver su transporte dentro de las nubes y ver su efecto en el intercambio de energía. En cuanto a las nubes, indagará su distribución, la interacción entre las nubes y las precipitaciones, así como las características de los movimientos verticales dentro de las nubes. Por último, creará perfiles verticales del calentamiento y enfriamiento radiativo en la atmósfera usando los datos capturados de perfiles de nubes y aerosoles. 

La paciencia recompensa, y pronto uno de los satélites más deseados nos orbitará. ¿Qué nos desvelará?