La 'misión del agua' de la ESA cumple un año

La misión del agua de la ESA, SMOS (Humedad del Suelo y Salinidad del Océano, en sus siglas en inglés), celebró el pasado noviembre su primer año en órbita. SMOS fue lanzado el 2 de noviembre de 2009 desde una base de lanzamiento rusa. Como su nombre indica, su objetivo es proporcionar información clave sobre dos variables esenciales en el ciclo del agua de la Tierra: la humedad del suelo y la salinidad del océano.

Hasta ahora no se disponía de medidas globales de ambas variables, aparte de los datos in situ obtenidos a partir de catas en el suelo o boyas en el océano. ¿Por qué queremos información sobre la humedad del suelo y la salinidad del océano? La humedad del suelo no solo es importante para el crecimiento de las plantas, también está estrechamente vinculada a la meteorología y al clima, puesto que controla el intercambio de agua y energía entre la tierra y la atmósfera mediante la evaporación y la transpiración de las plantas. Como resultado, la humedad del suelo juega un importante papel, por ejemplo, en la gestación de los fenómenos meteorológicos sobre áreas terrestres.

Los cambios en la temperatura y salinidad, a su vez, dirigen la circulación oceánica global. Los datos científicos, muy necesarios, servirán para mejorar los modelos meteorológicos y climáticos, y para elaborar predicciones más precisas.

El primer año de SMOS ha sido increíblemente activo. Los primeros seis meses de su vida en órbita han estado dedicados a la puesta en marcha de la misión. Esta fase incluye el calibrado de los instrumentos, así como la comprobación de todos los sistemas en el espacio y en tierra que garantizan el correcto desarrollo de la misión. Así pues, con todo en orden, la fase de operaciones comenzó a finales de mayo pasado.

Desde entonces se envían a la comunidad científica todos los datos, tanto los de nivel 1, los de temperatura de brillo, como los más complejos de humedad del suelo y salinidad del océano. Investigadores de todo el mundo trabajan ahora con estos datos, y ya están saliendo los primeros y emocionantes resultados. Aunque aún queda trabajo por hacer para refinar el procesado de los datos de salinidad oceánica y humedad del suelo, ya se ha generado el primer mapa global que combina ambos tipos de datos. Este es un avance muy significativo, dado que hasta ahora disponíamos solo de medidas in situ que, por su naturaleza, solo proporcionaban una información espacial y temporal limitada.

Los nuevos datos, un verdadero hito para la comunidad oceanográfica, permitirán mejorar en el futuro los modelos de circulación oceánica, cuyo papel en la investigación del cambio climático es esencial. En cuanto a la medición de la humedad del suelo, en el pasado ya se han usado los datos de satélite, pero solo para obtener índices relativos y no valores absolutos.

Una importante aplicación de los datos de SMOS serán los modelos de predicción meteorológica. El Centro Europeo para Predicción Meteorológica a Medio Plazo (ECMWF, siglas en inglés) está estudiando ya la aplicabilidad de los nuevos datos a sus modelos. No obstante, aprovechar los datos en todo su potencial aún requiere trabajo. Después de todo SMOS lleva en órbita solo un año, y es una tecnología espacial tan novedosa que los ingenieros y científicos han estado muy ocupados calibrando los instrumentos y evaluando su funcionamiento. Ahora comienza la validación de los datos, esto es, la comparación entre las mediciones realizadas desde el espacio y en el suelo.

SMOS es especial por los datos científicos que proporciona, pero también por su tecnología. El instrumento a bordo de SMOS es el radiómetro MIRAS, desarrollado por la compañía española EADS-CASA y que opera en longitudes de onda nunca antes empleadas en observación de la Tierra. Estas longitudes de onda, y el grado de precisión necesario para las aplicaciones científicas de SMOS, requerirían desplegar una antena muy grande, de un tamaño prácticamente imposible de lanzar al espacio. Para solventar este problema se ha hallado una inteligente solución en un principio usada en radioastronomía: en lugar de una gran antena, SMOS lleva varias antenas pequeñas distribuidas a lo largo de sus tres brazos en forma de Y. Con los datos de estas antenas pequeñas se reconstruye una imagen completa.

Además de la ESA y de la Agencia Espacial Francesa (CNES), que proporcionó los fondos para las operaciones de la plataforma del satélite -Proteus-, España tiene un papel especialmente importante en el desarrollo de SMOS. España ha cofinanciado el desarrollo del Centro de Proceso de Datos del Segmento de Tierra (DGPS, siglas en inglés), en ESAC, centro de la ESA en Villanueva de la Cañada, cerca de Madrid. Es en este centro donde se reciben y procesan los datos para su posterior envío a los usuarios. España participa también en el desarrollo de los productos de mayor nivel -globales, basados en múltiples sensores- de humedad del suelo y salinidad del océano a través de un centro de procesado en ESAC que cuenta con el apoyo científico del Centro Experto de Barcelona, situado en la Universidad Politécnica de Cataluña.

España financia igualmente diversos proyectos científicos destinados a la explotación de los datos de SMOS, dirigidos muchos de ellos por el co-investigador principal de la misión, Jordi Font. La contribución española ha permitido también el desarrollo y mantenimiento de la gran área experimental Valencia Anchor Station, dirigida científicamente por Ernesto López-Baeza. Se trata de una de las principales áreas de calibración y validación de medidas de humedad del suelo a las que la ESA da soporte, a través de campañas aéreas y contribuciones en especie, como equipos.

Poco después del lanzamiento de SMOS se hizo patente que en algunas zonas los datos estaban muy contaminados por interferencias de radiofrecuencias, o RFI. Esto es especialmente importante en el sur de Europa, Asia, Oriente Medio y en algunas zonas costeras. La Unión Internacional de Telecomunicaciones ha establecido que la banda de frecuencias a las que opera SMOS está reservada para satélites de observación de la Tierra, investigación espacial y radioastronomía, pero en ocasiones las interferencias cegaban el instrumento de SMOS y convertían en inservibles los datos de determinadas áreas.

Si bien SMOS lograba cumplir sus objetivos científicos en las áreas sin interferencias, el problema debía ser abordado a través de la colaboración internacional. Esto se está haciendo caso por caso empezando por Europa, estableciendo colaboraciones con los Gobiernos; de hecho, ya se ha eliminado un número significativo de fuentes de interferencias. Las autoridades españolas se han mostrado particularmente dispuestas a cooperar, y como consecuencia España está ahora prácticamente libre de RFI.

Para SMOS este ha sido, en conjunto, un primer año en órbita muy exitoso. También para el programa de Observación de la Tierra de la ESA en general, que en solo doce meses ha lanzado tres misiones Earth Explorer en perfecto estado tanto desde el punto de vista técnico como científico.

Susanne Mecklenburg es responsable de Misión del satélite SMOS en la Agencia Espacial Europea, ESA