Resumen: (Mar. 27, 2005): En órbita desde hace ya tres años y medio, el más pequeño de los satélites de observación terrestre la ESA está brindando una gran contribución a la ciencia, se escuchó esta semana en un taller de trabajo. Las aplicaciones de Proba van desde el estudio de la vegetación terrestre hasta el monitoreo de calidad del agua, pasando por la evaluación de los viñedos italianos, e incluso ayudando en la caza de cráteres de impacto meteorítico.





basado en un informe de ESA

La Gran Muralla China fotografiada desde el satélite Proba (recuadro superior izquierdo) y desde el suelo (recuadro inferior). Crédito: ESA

En órbita desde hace ya tres años y medio, el satélite de observación terrestre más pequeño de ESA está realizando una gran contribución a la ciencia, según se escuchó esta semana en un taller de trabajo. Las aplicaciones de Proba van desde el estudio de la vegetación terrestre hasta el monitoreo de calidad del agua, pasando por la evaluación de los viñedos italianos, e incluso ayudando en la caza de cráteres de impacto meteorítico.

El microsatélite Proba de ESA tiene aproximadamente el mismo tamaño y forma de una máquina de lavar ropa. Fue lanzado el 22 de octubre de 2001 como un demostrador de tecnología para un año, pero su continuo alto rendimiento en órbita ha llevado a que sea adoptado como un Tercer Miembro de la Misión de Observación Terrestre.

El mayor instrumento de Proba es el Espectrómetro Compacto de Imagen de Alta Resolución (CHRIS = Compact High Resolution Imaging Spectrometer), una cámara hiper-espectral que puede ver la superficie de la Tierra con una resolución espacial de 18 metros en una combinación de hasta 19 de las posibles 62 bandas espectrales programables, para enviar así una información altamente detallada del medioambiente.

Unos 56 equipos científicos de todo el mundo están ahora utilizando o planeando utilizar los datos de CHRIS. Esta semana se realizó el Tercer Taller de Trabajo Proba/CHRIS en ESRIN, el establecimiento de ESA en Frascati, Italia. Comenzando el 21 de marzo, el evento de tres días fue una oportunidad para que los investigadores compartieran los resultados actuales y los planes futuros, y fue una entrada para el planeamiento futuro de recolección de datos de CHRIS.

“Este taller de trabajo dejó en claro que CHRIS/Proba ya no es más un demostrador de tecnología sino que se ha convertido en una herramienta real para la investigación y otras aplicaciones”, afirmó el profesor José Moreno de la Universidad de Valencia.

Se planea que las imágenes de CHRIS sean utilizadas como parte del Proyecto de Descubrimiento de Cráteres de Impacto, una colaboración entre ESA, la Universidad de Viena y Lógica CMG para utilizar técnicas de datos de minería, para recorrer automáticamente los terabytes de datos de observación terrestre recogidos cada año para detectar posibles cráteres de impacto de meteoritos.

Hasta la fecha solamente se han encontrado 160 cráteres de impacto en la Tierra, un número pequeño comparado con la Luna o con los planetas vecinos. Son comparativamente difíciles de encontrar en nuestro planeta a causa de su actividad geológica y del clima; los cráteres antiguos pueden ser erosionados, enterrados bajo arena o sedimentos, o inundados.

Son, sin embargo, un valioso objeto de estudio, particularmente a causa de su propuesto papel en las extinciones en masa que puntúan el registro fósil. Todos los cráteres de impacto comparten una forma circular y una morfología de rocas chocadas y fracturadas, características que potencialmente pueden ser utilizadas para diferenciarlos de otros rasgos similares, tales como cráteres volcánicos o lagos circulares.

Modelo Mundial. Las entradas multi-facetadas para determinar el clima desde tierra, mar y aire. Crédito: NCAR

El plan es recolectar imágenes CHRIS del cráter de impacto BP en Libia, que ya ha sido estudiado exhaustivamente desde el suelo. Con un diámetro de hasta 2,8 kilómetros, el cráter es lo suficientemente grande como para entrar en una CHRIS sola, y será utilizado para verificar formas de aumentar la precisión del proceso de selección automática.

Una de las aplicaciones principales de CHRIS (tanto por sí misma como en una combinación con otros sensores satelitales) es el estudio de la vegetación y de los bosques terrestres. La combinación fotográfica de alta resolución y amplio espectro significa que puede ser obtenida una gran cantidad de importantes propiedades biofísicas y bioquímicas, incluyendo el contenido de clorofila y de agua, el índice de área de las hojas y la biomasa y salud en general.

En esta área, CHRIS tiene otra ventaja, como explicó Moreno: “La capacidad verdaderamente única del instrumento es que es capaz de proporcionar visiones multi-angulares del mismo lugar”.

CHRIS puede capturar hasta cinco imágenes a la vez del blanco elegido. Mientras tanto, el satélite es capaz de realizar un trabajo continuo, de modo que es blanco es capturado desde diferentes ángulos, algo que es especialmente útil cuando se intenta evaluar la vegetación o la estructura y densidad de la cúpula de los bosques madereros, o la diferenciación de plantas individuales o de especies de árboles.

Heike Bach de la compañía alemana VISTA GmbH explicó la forma en que las imágenes CHRIS de los cultivos agrícolas estaban siendo utilizadas para estimar el tipo y estado de cultivo. Mientras tanto, Anne Bourghignon de la organización francesa de geociencias BRGM está usando a CHRIS para estudiar el flujo de salida del agua y la erosión del suelo en cultivos en sitios ubicados en Toulouse y Estrasburgo.

En el taller de trabajo también se informó sobre la forma en que las imágenes CHRIS están siendo empleadas para ayudar en el estudio del estado de las tierras boscosas en la zona del Rin-Palatinado en Alemania y medir el flujo del carbón de la Selva de Harwood en Northumbria, Reino Unido, para evaluar el rol de los bosques tanto en la fijación como en las fuentes de bióxido de carbono, el más importante de los gases de invernadero.

Un exótico lago de cráter, como una formación terrestre análoga en el cráter Amguid, Argelia. Crédito por la imagen: Base de Datos de Cráteres de Impacto

Un equipo alemán de las Universidades de Kaiserslautern y Würzburg planea utilizar las imágenes CHRIS para estudiar una zona a menudo dejada de lado en los desiertos de Namibia y Sudáfrica. Están interesados en estudiar los cambios de la reflactancia del suelo causado por las Cortezas Biológicas del Suelo (BSCs = Biological Soil Crusts), comunidades de organismos y de sus sub-productos que se encuentran en la superficie de los suelos del desierto no ocupados por la vegetación.

CHRIS está también jugando su parte en la Iniciativa TIGER de ESA, que intenta aplicar la Observación Terrestre al manejo integrado de los recursos acuíferos de las naciones en desarrollo, con un foco particular en África.

La Universidad del Cabo Occidental en Sudáfrica desea utilizar las imágenes CHRIS para diferenciar las arboledas con y sin estrés en la vecindad de las minas de oro de Johannesburgo, para evaluar la posibilidad de plantar árboles que absorban el agua contaminada por los desechos de metal pesado de la mina, a los efectos de evitar la diseminación futura de la contaminación.

Las imágenes CHRIS de los viñedos Frascati que rodean a ESRIN están también siendo aplicadas a un ambicioso proyecto llamado Bacchus de la Comisión Europea. Apunta a aplicar la Observación Terrestre al inventario de los viñedos y a optimizar el manejo de la producción de vino.

Las imágenes de radar de Envisar y las de alta resolución de QuickBird ya están siendo utilizadas para inspeccionar las 8 000 hectáreas de “Denominazione d’Origine Controllata” (DOC) de Frascati, el sujeto de su estudio piloto. Fabio del Frate de la Universidad Tor Vergata afirmó que la visión hiper-espectral proporcionada por CHRIS tiene el potencial de producir información extra sobre la “fenología” de los viñedos, el enlace entre la salud y la maduración de las uvas con el clima local.

El muro de agua provocado por el terremoto de más de 9,0 grados en la escala de Richter, alrededor de la Navidad de 2004, puede haberse elevado hasta varias decenas de metros, Crédito: library.thinkquest.org

Un equipo del Centro de Investigación Espacial de la Universidad de Cranfield planea utilizar los datos CHIRS junto a otros instrumentos ubicados en el espacio para identificar y clasificar los lugares de depósito de desperdicios sólidos, a los efectos de monitorear los cambios a lo largo del tiempo, así como para detectar depósitos ilegales.

En el taller de trabajo se manifestó que el de las imágenes CHRIS se está extendiendo más allá de tierra, para llegar al agua. Sus mediciones espectrales del color del agua pueden ser utilizadas para derivar sus contenidos precisos, tales como la clorofila y por extensión las concentraciones de fitoplancton, así como de la materia en suspensión.

Actualmente, se está trabajando sobre imágenes del Lago Constanza en Europa Central, de aguas interiores en Bélgica y de reservorios de agua en España, así como del mar frente a las costas de Plymouth. Siendo la corrección atmosférica una parte importante de la recolección de datos sobre el agua, una de las recomendaciones del taller fue que se creara un medio de compartir las herramientas y los algoritmos desarrollados por los usuarios.

Las imágenes de CHRIS, junto a las obtenidas con la Cámara de Alta Resolución (HRC = High Resolution Camera), el otro instrumento sensor remoto de Proba, ha probado también ser útil dentro del contexto de la Carta Internacional sobre el Espacio y Desastres Mayores, un acuerdo internacional para la provisión rápida de datos para las agencias de protección civil en respuesta a situaciones de desastre. La Carta ha sido activada más de 70 veces desde el año 2000.

Las imágenes de Proba han sido proporcionadas con una base de mejor esfuerzo por parte de ESA, con un producto CHRIS estandarizado para el uso de la Carta que fue definido en la primavera de 2004.

Hasta ahora, las imágenes de Proba han sido suministradas en respuesta a los incendios de bosques en la región de Var en Francia, en setiembre de 2003, la inundación del Río Arles en el sur de Francia en diciembre de ese año, el desastroso tsunami de diciembre de 2004 en Asia Sud-oriental y en dos diferentes terremotos en Irán que ocurrieron en diciembre de 2003 y en febrero de 2004.

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Proba es un microsatélite desarrollado por el Programa General de Tecnología de Apoyo (GSTP = General Support Technology Programme) de la Oficina de Proyectos Especiales de ESA, con base en NESTEC, Holanda. Fue construido por un consorcio industrial liderado por la compañía belga Verhaert, lanzado desde la India el 22 de octubre de 2001 y operado por la Estación Terrena Redu de ESA en Bélgica. Su instrumento CHRIS, financiado por el Centro Espacial Nacional Británico (BNSC = British National Space center), fue fabricado por la compañía inglesa SIRA Space. Un demostrador de tecnología subsiguiente, llamado Proba-2, sería lanzado por ESA durante 2007. Al igual que su predecesora, la nueva misión examinará nuevas tecnologías y nuevos productos en órbita. Se intenta que el sistema construido alrededor de estos desarrollos apoye una misión de observación solar y medición de plasma. Un nuevo tipo de espectrómetro solar combinado con una astronave de alto rendimiento proporcionará por primera vez imágenes del Sol con gran cantidad de datos.