Tecnología española para estudiar la humedad del suelo y la salinidad de los océanos desde el espacio

La clave es el excelente resultado de MIRAS (Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis), un innovador radiómetro de microondas de apertura sintética que suministra datos sobre la humedad de los suelos y la salinidad de los océanos, dos variables decisivas en el devenir del clima en el planeta y para estudiar la evolución del cambio climático y los ciclos del agua a nivel global.

Precisamente es la salinidad el parámetro que, junto con la humedad, determina la densidad de las aguas. Son las diferencias de densidad entre diferentes masas de agua las que provocan el movimiento de las corrientes marinas, que tienen una gran influencia en la variabilidad climática, causante de innumerables sequías e inundaciones. Por otro lado, la evaporación y la filtración del agua dependen del grado de humedad del suelo y del contenido de agua de la vegetación, que son piezas clave para entender el ciclo hidrológico y vigilar las reservas de agua dulce del planeta.

La tecnología que permite saber todo eso ha sido desarrollada por Airbus DS España , y es 100% española. «MIRAS es una antena de apertura sintética de pequeñas dimensiones con tres brazos que se despliegan en órbita y que le permiten conseguir rendimientos de una antena de gran tamaño que sería difícil lanzar al espacio con métodos convencionales», afirma Francisco Lechón, responsable de comunicación de Airbus DS en España.

MIRAS recoge las radiaciones que emite la Tierra y los océanos. «El instrumento consiste en una serie de antenas, todas ellas con el mismo campo de visión. La señal capturada por cada antena es correlacionada de forma cruzada con la señal capturada por las otras antenas. El resultado es equivalente a tener una gran antena barriendo el campo de visión de forma electrónica», explica Andrés Borges, quien fue jefe de proyecto de MIRAS y en la actualidad jefe de proyecto de Cheops.

Este instrumento, que es el único que transporta el satélite SMOS, ha supuesto un auténtico hito tecnológico en el mundo de la radiometría al haber utilizado técnicas novedosas de medida no probadas anteriormente en el entorno espacial. «El desarrollo de este instrumento supuso un logro que cambió el panorama de esta ciencia a nivel mundial», destaca Borges.

«El principal desafío de MIRAS fue desarrollar las tecnologías necesarias del instrumento, como los receptores de alta sensibilidad, los mecanismos internos de calibración, un diseño de control térmico para mantener la temperatura en órbita de los receptores dentro de un margen de 5°C o el sistema para transmitir las señales utilizando fibra óptica para evitar interferencias y desviaciones en el muestreo», señala Borges, quien apunta a que SMOS y Airbus DS España impulsó el desarrollo del sector espacial en España y sirvió a muchas empresas para generar nuevas tecnologías.

La comunidad científica considera de vital importancia conocer y entender el ciclo del agua de nuestro planeta para poder realizar modelos de predicción atmosférica, oceanográfica e hidrológica. Por ese motivo la ESA eligió este proyecto científico (el primero de sus características en el mundo) en el que España obtuvo una presencia destacada. No sólo por el desarrollo de la antena –única en su «especie»–, sino porque los datos recopilados por SMOS se reciben en el centro ESAC de Villanueva (Madrid) y porque los algoritmos que permiten desentrañar los datos, «traducirlos» y darles forma se han desarrollado en España.

Uno de los investigadores responsables de los algoritmos matemáticos relacionados con la salinidad de los océanos desde los orígenes del proyecto es Jordi Font, del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM). «La propuesta científica se hizo en 1998 y el proyecto se empezó a preparar en 2000», recuerda. «SMOS proporciona mapas de temperatura de brillo que con los algoritmos adecuados se transforman en valores geofísicos», explica Font.

SMOS envía esos datos a la Tierra, donde se recogen en ESAC, el Centro de Datos de Villafranca del Castillo (Madrid) perteneciente a la ESA. Desde allí se distribuyen a científicos de todo el mundo, entre ellos a los del ICM donde, además, siguen mejorando los algoritmos relacionados con la salinidad.

Estas mejoras han permitido utilizar el novedoso radiómetro para obtener datos que ni siquiera los investigadores podían prever. Entre ellos, los que permiten analizar el impacto de las lluvias sobre la salinidad de los océanos, prever fenómenos meteorológicos a gran escala como El Niño o las sequías, medir la intensidad de los vientos, estudiar la cantidad de agua contenida en la vegetación, detectar los efectos de las sequías o las inundaciones e incluso estudiar la evolución de los hielos Árticos.

«La Agencia Europea de Meteorología utiliza los datos del SMOS para hacer predicciones más precisas, porque el dato de la humedad no se tenía y es determinante para conocer los impactos meteorológicos a corto plazo», revela Font. Desde Airbus DS España explican que los datos del SMOS permiten también estudiar el efecto de la tala de árboles en el Amazonas y la peligrosidad de las grandes tormentas y huracanes. ”No estaba diseñado para eso”, dicen desde Airbus DS España, “pero es un importante beneficio añadido”.

«SMOS ha demostrado que se trata de un satélite cuanto menos polivalente y que ha supuesto un auténtico éxito, que seguirá proporcionando innumerables beneficios», comentan desde Airbus DS España. Pero, ¿y después de 2017? «El satélite podría durar más de 100 años porque no hay problemas de combustible ya que utiliza muy poco. El problema está en la electrónica que con el tiempo pierde calidad», explica Font. Por el momento, la esperanza es que este satélite experimental siga dando resultados para que la ESA decida convertirlo en operacional, como ocurre con el Meteosat.

Vídeos: http://www.esa.int/spaceinvideos/Missions/SMOS

Fotos. http://www.esa.int/spaceinimages/Missions/SMOS/(class)/image

Imágenes, animaciones, vídeos e información adicional en esa.int y http://airbusdefenceandspace.com/