Signos vitales del planeta
A mediados de junio, un equipo de investigadores de agua dulce pasó la noche navegando a la deriva por el río Yukón en Alaska, en un área que se extiende a ambos lados del Círculo Polar Ártico. Los hidrólogos estaban usando una unidad de GPS en su bote para medir la pendiente del río al mismo tiempo que la topografía del agua superficial y del océano (grasa de codo) El satélite pasó por encima, recopilando sus propios datos sobre la vía fluvial. El encuentro de medianoche fue parte de un esfuerzo mayor de oceanógrafos y científicos de agua dulce para validar las mediciones de la nave espacial lanzada recientemente, que comenzó sus operaciones científicas el martes 25 de julio.
En colaboración entre la NASA y la agencia espacial francesa, CNES (Centro Nacional de Estudios Espaciales), SWOT mide la altura de Casi toda el agua en la superficie de la Tierra y proporcionará una de las vistas más detalladas y completas hasta ahora del océano y las aguas dulces del planeta. La misión abordará algunas de las preguntas más apremiantes sobre el cambio climático de nuestro tiempo, brindando información en áreas que incluyen cómo un mundo en calentamiento está acelerando el ciclo del agua de la Tierra, lo que lleva a patrones de precipitación más erráticos. SWOT ayudará a los investigadores a comprender mejor cómo el cambio climático afecta el almacenamiento de agua en lagos, ríos y embalses, y cómo las comunidades pueden gestionar mejor los recursos hídricos y prepararse para inundaciones y otros desastres.
Un barco que lleva algunas anclas oceánicas para sus esfuerzos de validación y calibración FODA se dirige al mar desde el área de Seattle en febrero. Crédito: NOAA PMEL
Pero primero, la misión necesitaba garantizar la precisión de sus datos. «Si quisiera controlar mi peso, no compraría una báscula con una incertidumbre de 20 libras, no ayudaría», dijo Jinbo Wang, líder de la campaña de campo de oceanografía en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California.
Poco después de la nave espacial Lanzamiento en diciembre de 2022Los equipos de ciencia e ingeniería han comenzado lo que se conoce como calibración y validación. La calibración incluyó una garantía de software y hardware FODA, incluido el principal instrumento científico, el interferómetro de radar de banda Ka (grúa) y ella neumático – Funciona según lo diseñado.
«Hay cosas que podemos modelar en la computadora sobre cómo se comportará una nave espacial en el espacio antes de ser lanzada», dijo Curtis Chen del JPL, oficial de verificación de calibración de EE. UU. en SWOT. «Pero hay cosas que no podemos predecir sobre el comportamiento de FODA hasta que esté en el espacio, por lo que ajustamos las cosas según sea necesario una vez que el satélite está en órbita».
“Debido a la novedad de las mediciones FODA, mantuvimos el satélite en una órbita de verificación de calibración dedicada durante seis meses antes de moverlo a su órbita operativa y científica”, dijo Nadja Vinogradova-Schaeffer, científica y gerente del programa FODA en la sede de la NASA en Washington. “Esta oportunidad impulsó a la comunidad mundial de hidrólogos a navegar por mar, tierra y aire en expediciones desde Australia a Alaska, para ayudar a la NASA y al Centro Nacional Francés de Estudios Espaciales a validar nuevas mediciones de FODA”.
Los investigadores instalaron sensores en un río de Nueva Zelanda en abril como parte de las actividades de verificación de calibración del satélite internacional FODA. Crédito: Alyssa Lavaro, Investigación de la Universidad de las Naciones Unidas
Por carretera
Durante la fase de validación FODA, decenas de equipos de investigación salieron al campo para medir los niveles de agua y las pendientes de los ríos. Para los océanos, los equipos observaron la altura del nivel del mar.
«Hemos instalado instrumentos llamados registradores de nivel de agua que miden cómo los niveles de agua suben y bajan», dijo Tamlin Pavelski, jefe de la División de Ciencias de Agua Dulce de la NASA a SWOT en la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill. Pavelski lideró equipos que fueron al río Waimakariri de Nueva Zelanda y al río Yukón de Alaska.
Además, los equipos han tomado muestras de cuerpos de agua dulce en Connecticut, Canadá y Francia, entre otros lugares. Querían estudiar los tipos de lagos y ríos que esperaban que midiera el DAFO y tomar muestras de cuerpos de agua dulce en áreas que se entrecruzan en la órbita del satélite para comparar las mediciones desde la Tierra y desde el espacio.
El satélite FODA se encuentra en una sala limpia en las instalaciones espaciales de Thales Alenia cerca de Cannes, Francia, con uno de los dos paneles solares desplegados durante las pruebas en enero de 2022. Crédito: CNES / Thales Alenia Space
Los datos de verificación de calibración en ríos y lagos de SWOT se veían bien. «Esperábamos poder medir ríos de más de 100 metros de ancho, pero hay casos en los que podemos ver cosas tan estrechas como 50 metros, a veces hasta 20 metros», dijo Pavelski.
Por el mar
Las mediciones del nivel del mar FODA también fueron prometedoras en comparación con los datos de muestreo del océano. «Mi temor antes del lanzamiento es que nos vamos a encontrar con muchas sorpresas en los datos porque DAFO es diferente a todo lo que hemos hecho antes», dijo Chen. Pero éste no era el caso.
Los investigadores utilizaron dos métodos para medir los niveles del mar: sensores aéreos y de barcos. Usando un instrumento lidar montado en un avión, el equipo recopiló información sobre el nivel del mar de una manera similar a como toma medidas SWOT. Esto proporcionó una comparación más directa entre los datos del campo y los del satélite.
El equipo también recopiló datos de temperatura y salinidad que pueden revelar las características del océano, como las olas y las corrientes internas, que impulsan los cambios en el nivel del mar. Desplegaron sensores de temperatura y salinidad en 11 fondeaderos aproximadamente a 300 kilómetros (200 millas) de la costa central de California. Utilizaron 11 robots submarinos autónomos, algunos de los cuales también recopilaban datos para un proyecto separado de la NASA llamado Experimento de dinámica oceánica de tamaño mediano.
Estos esfuerzos son clave porque a medida que mejoran los métodos de análisis y los investigadores encuentran nuevas preguntas para responder utilizando datos FODA, las mediciones ayudarán a medir su precisión. «Son nuestros datos estándar», dijo Pavelsky. «Será importante en los próximos años».
Más sobre la tarea FODA
SWOT fue desarrollado conjuntamente por la NASA y el Centro Nacional Francés de Estudios Espaciales, con contribuciones de la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial Británica. El Laboratorio de Propulsión a Chorro, operado por el Instituto de Tecnología de California en Pasadena, California para la NASA, lidera el componente estadounidense del proyecto. Para la carga útil del sistema de vuelo, la NASA proporcionó el instrumento KaRIn, un receptor científico GPS, un retrorreflector láser, un radiómetro de microondas de doble haz y operaciones de instrumentos de la NASA. El Centro Nacional de Estudios Espaciales proporcionó el Doppler Orbiter and Radiometric Integrated Location-by-Satellite System (DORIS), el altímetro Poseidón de doble frecuencia (desarrollado por Thales Alenia Space), el subsistema de radiofrecuencia KaRIn (junto con Thales Alenia Space y con el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido), la plataforma satelital y las operaciones terrestres. CSA presentó el conjunto de transmisores de alta potencia KaRIn. La NASA proporcionó el vehículo de lanzamiento y el Programa de Servicios de Lanzamiento de la agencia, con sede en el Centro Espacial Kennedy, gestionó los servicios de lanzamiento asociados.
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Jin J. Lee / Andrew Wang
Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.
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