Los primeros cubeSats se lanzaron hace 20 años y desde entonces el diseño que permite la miniaturización y simplificación de la estructura de un satélite ha ido evolucionando, no solo facilitando aplicaciones académicas y de validación tecnológica, sino creando herramientas funcionales de mucha mayor complejidad y a muy bajo costo que buscan superar las capacidades de los satélites tradicionales. Este es el caso del proyecto TROPICS, una de las cuatro esperadas misiones científicas que la NASA colocará este año en la órbita terrestre baja para proporcionar más información sobre los procesos climáticos que dan vida al planeta y que cada vez tienen un calibre más extremo.
2050 en ese año se habrán desplazado entre 50 y 200 millones de personas como consecuencia del clima
Pequeños gigantes
La misión TROPICS (Time-Resolved Observations of Precipitation Structure and Storm Intensity with a Constellation of Smallsats) de la NASA tiene como objetivo mejorar las observaciones de los ciclones tropicales a nivel global. Su historia inició el verano del año pasado, cuando fue lanzado un satélite de prueba, o buscador de trayectorias, preparando el escenario de manera exitosa para la constelación de seis cubeSats que será colocada este año en tres viajes.
El lanzamiento de los dos primeros satélites cubo de la misión será el 1 de marzo y se espera que los seis estén funcionando en la órbita baja a finales de julio con la expectativa de una década de utilidad. Estos pequeñísimos instrumentos (10 x 10 x 36 centímetros) proporcionarán mediciones de actualización rápida sobre los trópicos que servirán para observar la termodinámica de la tropósfera y el desarrollo de las precipitaciones durante todo el ciclo de vida de un ciclón.
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De acuerdo con la Organización Meteorológica Mundial (OMM), aproximadamente 80 ciclones tropicales se forman cada año y en los últimos 50 años, casi 2 mil desastres de gran escala han sido atribuidos a estos fenómenos, considerados como una de las mayores amenazas naturales para el hombre, incluso en sus primeras fases de desarrollo. Un ciclón tropical es definido como una tormenta de rápida rotación que se origina en los océanos tropicales, de donde obtiene la energía necesaria para crecer. Generan lluvias torrenciales, vientos violentos, olas altas y, en casos, inundaciones costeras muy destructivas.
A este fenómeno meteorológico se lo denomina de diferentes maneras según el lugar donde se produce. En el mar Caribe, el golfo de México, el océano Atlántico Norte y el océano Pacífico Norte oriental y central, ese fenómeno meteorológico se conoce con el nombre de huracán. Los huracanes de categoría 5 son aquellos cuyos vientos máximos sostenidos tienen una velocidad superior a 249 km/h.
Estos fenómenos tienen un centro de baja presión , una región donde la presión atmosférica es más baja que la del aire circundante y donde las nubes se desplazan en espiral hacia la pared que rodea el llamado “ojo”, la parte central del sistema donde las condiciones meteorológicas son tranquilas. Su diámetro suele ser de unos 200 a 500 kilómetros, pero puede duplicar estas medidas. Su riesgo se ha incrementado, pues los patrones de crecimiento de poblaciones costeras crecen gradualmente. Según datos de la OMM, aproximadamente el 40% de la población mundial vive a menos de cien kilómetros de la costa.
Los meteorólogos utilizan tecnologías como los satélites y radares para predecir su trayectoria, pero no es una labor sencilla ya que pueden debilitarse o cambiar de curso repentinamente, por lo que los científicos se apoyan en modelos de predicción numérica para pronosticar la evolución y determinar el momento y lugar en el que tocarán tierra. “Estas tormentas afectan a mucha gente. Las observaciones generadas con mayor frecuencia de TROPICS tienen el potencial de respaldar el pronóstico del tiempo que puede ayudar a las personas a ponerse a salvo antes”, ha dicho William Blackwell , principal investigador del MIT de esta constelación de satélites. La ventaja de los TROPICS, diseñados por especialistas del MIT y la NASA, es que desde la órbita baja lograrán cubrir tres planos en sincronía para proporcionar observaciones de microondas cada 50 minutos, lo que ayudará a mejorar las predicciones y comprender los factores que impulsan la intensificación del fenómeno.
La resolución y cobertura mejorada que ofrece este nuevo sistema de la NASA se suman a un bajo costo de manufactura y lanzamiento que servirá como modelo para futuras misiones.
Vigilantes del cambio climático
El aumento de temperatura de los últimos 50 años es el más rápido que ha experimentado la Tierra en los últimos dos mil años. Ciclones con alto margen de destrucción, inundaciones sin precedentes en Europa, olas de calor récord en el norte de América e incendios en la Amazonia, Australia, Turquía, Grecia y Rusia, son algunos de los más recientes eventos que muestran el impacto creciente del cambio climático en la vida de millones de personas en el mundo.
Con estos escenarios, es indispensable sumar nuevas herramientas para facilitar las mediciones del impacto de los diversos fenómenos climáticos .
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El JPSS-2 de NOAA es otro proyecto de la NASA que ayudará a los científicos a predecir condiciones climáticas extremas , incluidas inundaciones, incendios forestales y erupciones volcánicas. Este Sistema Conjunto de Satélites Polares (JPSS) proporciona datos críticos mediante imágenes de gran resolución al viajar alrededor de la Tierra desde el Polo Norte hasta el Sur al menos dos veces al día.
Los satélites JPSS-2 formarán parte de la segunda generación de satélites ambientales no geosincrónicos. El primero de ellos se lanzará en septiembre desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg, en California, en un cohete United Launch Alliance Atlas V. Tres satélites más de este proyecto se lanzarán en los próximos años, garantizando datos hasta finales de la década del 2030.
Una tercera misión, SWOT (Surface Water and Ocean Topography), será lanzada en un par de semanas y es apoyada por las agencias espaciales de Francia, Canadá y Reino Unido. Su objetivo es evaluar los océanos del mundo, así como aguas dulces superficiales, para determinar su papel en el cambio climático. Lograr medir la cantidad de agua que contienen los cuerpos hídricos de la Tierra ayudará a los científicos a comprender los impacto del cambio climático en ríos y lagos, así como analizar la capacidad del océano para absorber el exceso de calor y los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono. Cabe señalar que más del 90% del exceso de calor atmosférico es absorbido por los océanos. Los científicos tienen claro que sin un inventario de los recursos hídricos tampoco es posible evaluar los efectos del cambio ambiental en agricultura, industria y otros sectores que el hombre requiere para su supervivencia.
Usando la tecnología de interferometría de radar en la banda Ka se observará la altura del agua para evaluar y monitorear estos recursos en franjas de 120 kilómetros. El interferómetro montado en un satélite rebota pulsos en la superficie del agua y recibe las señales con dos antenas diferentes al mismo tiempo.
Esta técnica permite a los científicos calcular con precisión cuánto se eleva del agua. Los datos obtenidos ayudarán con tareas como el seguimiento puntual de los cambios regionales en el nivel del mar y proyecciones sobre cantidad de agua dulce disponible para las comunidades globales. “Se analizará el papel principal del océano en nuestro tiempo y clima cambiantes y las consecuencias sobre la disponibilidad de agua dulce en la Tierra”, ha señalado Lee-Lueng Fu, científico que forma parte del proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
Una cuarta misión es comandada por EMIT (Earth Surface Mineral Dust Source Investigation), que rastreará el origen y la composición del polvo mineral. La forma en cómo se mueve y acumula este material puede afectar el clima, los ecosistemas y la calidad del aire que respiramos. Las mediciones se realizarán con un espectrómetro de imágenes a bordo de la Estación Espacial Internacional.
Una de las principales fuentes de este material es el Desierto del Sahara, que inyecta entre 50 y 200 millones de toneladas de polvo mineral al mundo. Además de afectar el calentamiento regional y global de la atmósfera, cuando se deposita en el océano, también puede desencadenar la proliferación de algas microscópicas que limitan las condiciones de vida en el mar.
La comunidad científica actualmente busca más datos sobre el cambio climático con herramientas cada vez más sofisticadas que intentan ayudar a la humanidad a enfrentar una realidad que para 2050 habrá desplazado entre 50 y 200 millones de personas en el mundo.
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