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Cuidando la Tierra desde el espacio

Los datos de satélite permiten a los científicos observar la evolución de los incendios. Joshua Stevens / NASA Earth Observatory

El último censo elaborado por la Oficina de Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Exterior contabiliza 2.321 satélites artificiales operativos que orbitan alrededor de la Tierra en la actualidad. De ellos, 1.918 se encuentran entre los 200 y 1.200 km de altitud (en órbita baja terrestre o LEO) y el resto, a 35.000 km de altitud (en órbita geoestacionaria).

Existen satélites artificiales para realizar comunicaciones de teléfonos, televisión y transferencia de datos. Satélites que asisten a la navegación y posicionamiento. Satélites para el estudio del espacio y el universo, y satélites de observación de la Tierra, diseñados para monitorear y comprender los componentes clave del sistema Tierra y sus interacciones, a través de observaciones globales a largo plazo.

Nuestro planeta, desde el cosmos

Las técnicas de teledetección realizan el tratamiento y análisis de las imágenes, y los datos tomados desde estos satélites. Esta tecnología permite así estudiar los procesos que ocurren en la superficie terrestre, las masas de aguas continentales, los océanos, la cobertura vegetal, los glaciares, la atmósfera, y hasta el interior de la Tierra, fundamental para comprender los cambios que se observan en el medio y proponer medidas realistas y eficaces contra la degradación y contaminación ambiental.

Toda esa información recabada sirve como base para tomar decisiones en la gestión eficiente de los recursos y la planificación en diversos ámbitos: geología y minería, riesgos naturales, agricultura, bosques y espacios naturales, meteorología y climatología u ordenación del territorio, entre otros.

En los últimos años, las tecnologías de observación de la Tierra han experimentado un desarrollo espectacular debido al lanzamiento de nuevas misiones y a la extensa oferta de imágenes captadas por multitud de sistemas (en muchos de libre adquisición y distribución) a diferentes escalas y resoluciones. Además, estos datos cada vez se integran mejor con los sistemas de geolocalización y cartografía digital denominados Sistemas de Información Geográfica.

Imagen térmica del satélite Landsat-8 (NASA- USGS), correspondiente al 1 de marzo de 2017, donde se observa la pluma de descarga de las aguas continentales hacia el mar Mediterráneo en el Delta del Ebro. Francisco Carreño, Author provided

Las misiones y satélites más destacados

Existen varios programas internacionales de observación y monitorización de la Tierra, tanto de administraciones públicas como de corporaciones privadas. Estos comprenden una serie de misiones de satélites artificiales y de instrumentales científicos en la órbita terrestre, diseñados para realizar observaciones periódicas de su superficie.

Los dos programas de observación de la Tierra más importantes, por la cobertura global de sus imágenes y la posibilidad de acceder y descargar gratuitamente por cualquier usuario, son:

  • El Sistema de Observación de la Tierra (su acrónimo en inglés es EOS) de la NASA. Concebido en la década de 1980, comenzó a tomar forma a principios de los años 90, y ahora cuenta con la red de satélites más importante diseñados para la observación continua y precisa de la superficie terrestre, biósfera, atmósfera, y océanos de la Tierra.
  • El programa Copérnico. Liderado por la Comisión Europea (CE) en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA), cuenta con más de 30 satélites. Proporcionan información precisa, actualizada y de fácil acceso para mejorar la gestión del medio ambiente, comprender y mitigar los efectos del cambio climático y garantizar la seguridad ciudadana.

La principal ventaja de estos sistemas es la capacidad de los satélites para obtener imágenes en diferentes regiones del espectro electromagnético (visible, infrarrojo, infrarrojo térmico, microondas).

Además del espectro visible, que solo ocupa una pequeña franja de todo el conjunto espectral, en estas imágenes se puede analizar la respuesta de los componentes de la naturaleza (vegetación, agua, suelo, etc.) en otras regiones del espectro para caracterizar y cuantificar sus propiedades.

Vigilando la Tierra desde los años 70

Los satélites de observación de la Tierra monitorizan de modo sistemático y exhaustivo toda la cobertura de la superficie terrestre llegando a zonas remotas y de difícil acceso como el Ártico o los grandes desiertos.

Desde los años 70, estos satélites proporcionan los datos e imágenes con los que se han podido observar diferentes procesos ambientales como los siguientes:

  • La extensión y características del hielo en los polos y los glaciares.
  • La sobreexplotación de los acuíferos.
  • La evolución de las masas forestales y la deforestación del Amazonas.
  • El rendimiento y enfermedades de los cultivos.
  • La contaminación en los mares, ríos, embalses y humedales.
  • El nivel del mar y la erosión costera.
  • La evolución de la concentración de CO₂ en la atmósfera y la contaminación del aire.

Imagen del satélite Landsat-8 (NASA-USGS) de una zona de Utah (EE. UU.) procesada en falso color para identificar diferentes materiales geológicos. Francisco Carreño, Author provided

La iniciativa española PAZ

España cuenta con la misión PAZ que es un proyecto del Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS), cuyo segmento terreno es propiedad del Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA).

PAZ cuenta con la tecnología más avanzada en sistemas de teledetección con radar SAR. La ventaja de los sistemas radar SAR es que emiten su propia fuente de iluminación de microondas, por lo que no se ven afectados por las condiciones de luz (día o noche). Además, pueden obtener imágenes en condiciones de cobertura nubosa, complementando la información que se obtienen con los satélites con sensores ópticos o hiperespectrales.

Las características de estos sistemas hacen que tengan aplicaciones en el ámbito de la hidrología, la agricultura, el estudio de zonas inundadas o la ordenación del territorio.

Imagen del satélite radar SAR Sentinel-1 del programa europeo Copérnico del 13 de abril de 2018, correspondiente a la zona de Novillas–Pradilla, donde se pueden observar las tierras inundadas en el valle del río Ebro. Carreño y Mata, 2019, Author provided

La constelación de satélites de observación de la Tierra es la tecnología que permitirá seguir avanzando en el desarrollo de nuevas estrategias eficaces contra la degradación ambiental y realizar una correcta gestión de los recursos naturales para continuar disfrutando de nuestro maravilloso (y misterioso) planeta.

 

Fuente: Por Francisco Carreño Conde