El satélite Sentinel-1A ‘vigila’ la salud de la tierra

De esta forma ya se ha detectado, mediante tonos rojizos y azulados, la distinta velocidad a la que avanzan algunos glaciares en la Antártida o en las islas noruegas de Svalbard, en el Ártico. “Las imágenes radar son en blanco y negro, pero se pueden colorear de acuerdo a los cuatro parámetros o dimensiones en que se reciben, lo que ofrece información valiosa”, aclara Torres.

Su despegue el pasado 3 de abril desde Kourou, en la Guayana Francesa, fue perfecto, pero poco después de que el lanzador inyectara al nuevo satélite Sentinel-1A cerca de su órbita, saltaron las alarmas. Al introducir sus coordenadas en la base de datos de basura espacial, las pantallas anunciaron que el viejo satélite Acrimsat de la NASA iba a pasar a tan solo 20 metros de la nave.

“Fue un tema serio y la primera vez que pasa algo así en el espacio”, explica el ingeniero español Ramón Torres (Zaragoza, 1960), jefe del proyecto Sentinel-1, desde el centro ESTEC de la Agencia Espacial Europea (ESA) en Holanda.

“Las maniobras para evitar colisiones son algo habitual, pero nunca había sucedido un evento de este tipo de forma tan inmediata. Así que, aunque los propulsores todavía no estaban bien calibrados, tuvimos que estimar rápidamente el impulso a aplicar. Ni muy pequeño ni muy grande, ya que se corría el riesgo de producir una rotación indeseada o la pérdida de iluminación solar para el satélite”, recuerda.

Afortunadamente la pericia de los técnicos permitió efectuar una maniobra de adelantamiento por debajo de Acrimsat y alejar a Sentinel-1A del peligro. En los días siguientes fue recuperando órbita y ya se aproxima a su altitud definitiva, 693 kilómetros, donde operará a lo largo de los próximos siete años. La nave pasa cada 100 minutos por los dos polos y da 175 vueltas alrededor de toda la Tierra durante un ciclo de 12 días.

Este Sentinel (centinela, en inglés) es el primero de una serie de satélites del programa Copernicus de monitorización de la Tierra promovido por la Comisión Europea y la ESA. Sus datos servirán para gestionar el tráfico marítimo, identificar cultivos, detectar movimientos de tierras y vigilar masas de hielo.

El principal y único instrumento del satélite es un avanzado radar de apertura sintética, compuesto por una antena exterior de 12 metros –que transmite y recibe pulsos de frecuencia de microondas– y una electrónica asociada. Opera día y noche, y sus imágenes no se ven afectadas en ningún momento por la presencia de nubes o cualquier otro fenómeno meteorológico. 

Para navegantes, agricultores, esquiadores y constructores

“Actualmente estamos en una fase de calibrado de los sistemas que durará tres meses, pero luego el radar ofrecerá sus datos de forma continua y sistemática para ponerlos a disposición de navegantes, agricultores, esquiadores, constructores, administraciones o cualquier otro colectivo que los necesite”, destaca Torres, quien explica los cuatro modos de funcionamiento que tiene Sentinel 1.

El modo habitual, cuando sobrevuela tierra firme y las áreas marinas próximas a la costa por donde discurren la mayoría de las rutas marítimas, es el denominado ‘interferometric wide swath’. Se registran franjas de terreno de 250 km de ancho con una resolución de 20×5 m.

De esta forma ya se ha detectado, mediante tonos rojizos y azulados, la distinta velocidad a la que avanzan algunos glaciares en la Antártida o en las islas noruegas de Svalbard, en el Ártico. “Las imágenes radar son en blanco y negro, pero se pueden colorear de acuerdo a los cuatro parámetros o dimensiones en que se reciben, lo que ofrece información valiosa”, aclara Torres.

El último desbordamiento del río Zambeze, en Namibia, también se ha captado con esta modalidad, y la calidad de los datos da una idea de las posibilidades del satélite a la hora de gestionar este tipo de desastres. Por ejemplo, en las recientes inundaciones en Reino Unido, las imágenes tardaron 30 horas en procesarse y estar disponibles, pero se espera que con los nuevos Sentinel lleguen casi en tiempo real y con una resolución vertical del orden de milímetros, lo que permitirá predecir con rapidez la evolución de las aguas.

El segundo modo se llama ‘wave mode’ (modo olas) y se activa cuando la nave sobrevuela el océano abierto. En este caso se toman muestras puntuales de 20×20 km, que  permiten deducir el tamaño y la dirección del oleaje, y, en consecuencia, la velocidad de los vientos y las corrientes. Esta información se puede introducir en los modelos climáticos y de predicción del tiempo. En casos concretos también se puede cambiar de modalidad en el mar, para observar actividades concretas con más detalle, como los vertidos de las plataformas petrolíferas frente a las costas de Noruega.

Misión especial: terremotos

El modo ‘strip map’ es el que mayor resolución consigue (5×5 m) y registra bandas de superficie con una anchura de 80 km. Es el ideal para captar los movimientos de tierra asociados a catástrofes naturales, como los terremotos. Torres recuerda que Sentinel-1 es el componente de Copernicus con la tarea específica de asistir a emergencias como esta, para analizar sus consecuencias en edificios, carreteras, aeropuertos y otras infraestructuras.

En cualquier caso la gran calidad de las imágenes permite distinguir los detalles de grandes áreas urbanas, como Bruselas, o los cambios que se producen en los campos, como los registrados en el valle del Ebro. La primera fotografía de España facilitada por el satélite ha sido de este territorio en Aragón.

Por último, el ‘extra wide swath’ (EW) es un modo de resolución media (20×40 m) que cubre franjas de 400 km en los hielos de las zonas polares; sobre todo del hemisferio norte, para dar apoyo al servicio canadiense de Radarsat2, uno de los pocos instrumentos parecidos al europeo.

“La NASA no tiene satélites civiles de apertura sintética, salvo alguno militar, que toma imágenes de muy alta resolución de objetivos de pocos kilómetros”, aclara el ingeniero europeo.

Con el modo EW, por ejemplo, se han tomado datos de las costas heladas que rodean Groenlandia, una información muy útil para establecer rutas de navegación actualizadas.

Todos los datos de Sentinel se recibirán en cuatro estaciones terrestres: la española de Maspalomas, en Canarias, la noruega de Svalbard, la italiana de Matera y y la nueva estación de Prudhoe Bay en Alaska (EE UU). Además el satélite también dispone de un terminal láser que le permitirá comunicarse con otros centinelas dentro del futuro proyecto European Data Relay System (EDRS).

La información recogida se centralizará en el Centro de Observación de la Tierra que tiene la ESA cerca de Roma. “Los datos en bruto son totalmente gratuitos –destaca el jefe del proyecto– pero la idea es que las empresas puedan desarrollar con ellos productos de valor añadido para el usuario final, lo que puede generar bastante negocio”.

En la propia fabricación de los sucesivos Sentinel también están implicadas numerosas compañías europeas. Un consorcio de más de 60 de 13 países ha desarrollado el primer centinela, liderado por Thales Alenia Space Italia y Airbus DS desde Alemania y Reino Unido.

Un vigilante que genera negocio en España

Las delegaciones en España de ambas compañías también han participado activamente. Thales Alenia Space España ha suministrado los dispositivos de transmisión de datos en banda X, que también irán en los Sentinel 2 y 3. “Es el sistema más eficiente que ha volado nunca en banda X, duplicando la capacidad de sistemas pasados, consiguiendo cifras de 520 Megabit/s efectivos”, destaca Torres. Esta empresa también se ha encargado de la electrónica asociada al despliegue de la antena del radar.

Por su parte, Airbus DS España ha contribuido con el control térmico del satélite, algo esencial para protegerlo de la radiación solar y asegurar el margen de entre -10º y +40 ºC al que operan los sistemas electrónicos (cuando fuera la temperatura oscila entre -110 y +120 ºC). Esto se consigue mediante un sistema de mantas térmicas, radiadores, sensores y calentadores. La compañía también es responsable de algunos componentes de Sentinel-2, y en Sentinel-3 es la contratista principal del radiómetro de microondas, uno de los cuatro instrumentos principales de esa misión.

Otro desarrollo clave ha sido el sistema de despliegue del radar fabricado por Sener España. Si no hubiera funcionado bien, nunca habría podido actuar el instrumento esencial del satélite. Ese sistema incluye un actuador llamado Harmonic Drive Rotary Actuator (HDRA), el mismo que se ha utilizado con éxito en el despliegue del parasol del satélite Gaia. “Es el primer motor paso a paso que desarrolla Europa –destaca Torres–, un campo monopolizado hasta ahora por EE UU. Ahora ya podemos usar esta tecnología propia, que se empleará en otras misiones”.

También participan GMV España, que ofrece análisis de ‘determinación de órbita precisa’ a los usuarios; Rymsa Espacio, que se ha ocupado del cableado de la plataforma; Elecnor Deimos España-Portugal, que ha fabricado sistemas de procesado y el equipo de calibración de tierra; así como Iberespacio, Indra, Mier Comunicaciones y Alter Technology.

“A pesar de los recortes dramáticos que ha habido en los gastos espaciales, y sobre todo en este programa en concreto, la contribución de España a los satélites Sentinel está siendo fundamental”, reflexiona Torres.

Tras siete años de trabajo, el papel de Torres en Sentinel-1A prácticamente acaba con su calibrado en el espacio. Ahora ya está metido de lleno en la finalización del 1B, cuyo lanzamiento está previsto a principios de 2016, así como en la preparación de los contratos de los futuros 1C y 1D.

Mientras tanto, el primer centinela vigilará y registrará los cambios que se vayan produciendo en toda la Tierra, incluyendo los alrededores de Pedrola, el pueblo zaragozano que vio crecer al ingeniero español.

Sinc