Sistema de observación de la Tierra

El Sistema de Observación de la Tierra (EOS) es un programa de la NASA que comprende una serie de misiones de satélites artificiales e instrumentos científicos en órbita terrestre diseñados para observaciones globales a largo plazo de la superficie terrestre, la biosfera, la atmósfera y los océanos. Desde principios de la década de 1970, la NASA ha estado desarrollando su Sistema de Observación de la Tierra, lanzando una serie de satélites Landsat en la década. Algunos de los primeros incluyeron imágenes pasivas de microondas en 1972 a través del satélite Nimbus 5. Tras el lanzamiento de varias misiones satelitales, la concepción del programa comenzó a finales de los años 1980 y se expandió rápidamente durante los años 1990. Desde el inicio del programa, ha seguido desarrollándose, incluyendo; tierra, mar, radiación y atmósfera. Recopilados en un sistema conocido como EOSDIS, la NASA utiliza estos datos para estudiar la progresión y los cambios en la biosfera de la Tierra. El foco principal de esta recopilación de datos gira en torno a la ciencia climática. El programa es la pieza central de la Earth Science Enterprise de la NASA.

Historia y desarrollo

Antes del desarrollo del actual Sistema de Observación de la Tierra (EOS), las bases de este programa se sentaron a principios de los años 1960 y 1970. TIROS-1, el primer satélite meteorológico de órbita terrestre baja a gran escala. El objetivo principal de TIROS-1 era explorar la observación infrarroja por televisión como método de seguimiento y estudio de la superficie de la Tierra. TIROS-1, fundamental para el desarrollo de los satélites actualmente en uso, fue un programa que permitió a la NASA utilizar instrumentos experimentales y métodos de recopilación de datos para estudiar la meteorología en todo el mundo. Fundamentalmente, esta nueva información recopilada por TIROS-1 permitiría a los meteorólogos y científicos observar fenómenos meteorológicos a gran escala. Al hacerlo, podrían responder preguntas como "¿Deberíamos evacuar la costa a causa del huracán?". Después de TIROS, se desarrolló el programa experimental Satélite de Tecnología de Aplicaciones (ATS). El principal objetivo de estos satélites eran las predicciones meteorológicas y el estudio del entorno del espacio. Es importante destacar que este programa se centró en lanzar satélites en órbita geosincrónica y evaluar la eficacia de este patrón de órbita en la observación de la Tierra. ATS-3, la misión de mayor duración, tuvo una vida útil de más de 20 años. Fue el primer satélite en capturar imágenes en color desde el espacio y actuó de manera significativa como medio de comunicación.

Después del éxito de TIROS-1 y ATS-3, la NASA, junto con el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), avanzó en la observación de la Tierra a través de una serie de satélites Landsat lanzados a lo largo de las décadas de 1970 y 1980. El satélite Nimbus 5 lanzado en 1972 utilizó imágenes de microondas pasivas; un método muy exitoso para observar cambios en la capa de hielo marino. La observación se vio reforzada por misiones posteriores como la Nimbus 7, equipada con un escáner en color de la zona costera (CZCS) para detallar los cambios de color en los océanos de la Tierra, y un espectrómetro de mapeo del ozono total (TOMS) para medir la irradiancia solar y la radiación reflejada. Radiancia de la atmósfera terrestre. Los primeros satélites de estos programas han allanado el camino para gran parte del programa EOS actual. Los satélites TIROS fueron extremadamente importantes en las pruebas y el desarrollo no sólo de instrumentos de observación de la Tierra, como los espectrómetros, sino que también se aprendió mucho de los diversos sensores utilizados para mantener estos satélites en órbita durante períodos de tiempo sostenibles. Sensores como los de horizonte se probaron en estos primeros satélites y se adaptaron para producir métodos más avanzados de observación y configuraciones operativas.

Operación y tecnología - Logística

Recopilación y usos de datos

Desde el inicio del programa, el objetivo general ha seguido siendo el mismo: "monitorear y comprender los componentes clave del sistema climático y sus interacciones a través de observaciones globales a largo plazo". Mediante el uso de varios programas como LandSat y A-Train, los científicos están adquiriendo una mayor comprensión de la Tierra y sus cambios. Actualmente, los datos recopilados por los satélites en EOS son digitalizados y recopilados por el Sistema de Información y Datos del Sistema de Observación de la Tierra. Luego, los científicos utilizan estos datos para predecir eventos climáticos y, más recientemente, para predecir los efectos del cambio climático para tratados como los Acuerdos Climáticos de París, cuyos datos son recopilados principalmente por EOS y luego analizados.

Agencias y asociaciones intergubernamentales

En un sentido más amplio de la observación de la Tierra y de todas las misiones que impactan a EOS, ha habido una variedad de asociaciones intergubernamentales e internacionales que han ayudado a financiar, investigar y desarrollar la compleja gama de satélites y naves espaciales que hacen que el Sistema de Observación de la Tierra sea un éxito. en su papel. En total, las asociaciones intergubernamentales representan casi el 37% de todas las misiones, mientras que el 27% de las misiones también involucran asociaciones internacionales con otros países y empresas internacionales.

A partir de 2022, ha habido nueve satélites LandSat (LandSat 7, 8 y 9) orbitando la Tierra. El programa LandSat ha involucrado a muchas organizaciones desde sus inicios, particularmente el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS). Otras agencias intergubernamentales que han sido parte del programa de Observación de la Tierra incluyen la Administración de Servicios de Ciencias Ambientales (ESSA), el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (USDOD), el Departamento de Energía de los Estados Unidos (USDOE) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA).. La cooperación de estas agencias intergubernamentales permite una mayor financiación para el programa junto con la colaboración de recursos gubernamentales de varias agencias. A menudo, estas asociaciones comienzan con otra agencia gubernamental que desea un instrumento específico como parte de una carga útil incluida en una misión.

De manera similar, las asociaciones internacionales con países han resultado de una carga útil específica (instrumento) que acompaña a una misión existente que la NASA ha desarrollado o de la colaboración de la NASA y que requiere el uso de instalaciones de otra agencia espacial, como la Agencia Espacial Europea. Una asociación como ésta se observó en 2000, cuando se lanzó el satélite ERS-1 desde el Centro Espacial de Guayana; un puerto espacial en la Guayana Francesa, América del Sur. Las agencias internacionales que han ayudado o colaborado con la NASA incluyen la CONAE (Agencia Espacial Argentina), la CNES (Agencia Espacial Francesa), el DLR (Centro Aeroespacial Alemán), la federación espacial estatal Roscosmos de la Federación Rusa y la JAXA (Agencia Espacial Japonesa; anteriormente NASDA).).

A lo largo de la vida del programa, también ha habido varias asociaciones corporativas y organizativas con empresas con sede tanto en Estados Unidos como a nivel internacional. En 2002, las misiones SeaWIFS contaron con una colaboración con GEOeye, una empresa estadounidense de imágenes por satélite. De manera similar, organizaciones como el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU), la Organización Internacional de Normalización (IOS), el Sistema Mundial de Datos (WDS) y el Comité de Satélites de Observación de la Tierra (CEOS) han participado en la planificación, la recopilación y el análisis de datos. de misiones. Como se mencionó, la financiación, las adiciones instrumentales y la asistencia excesiva en la coordinación y el análisis de datos son todos beneficios de estas asociaciones.

Lista de misiones con fechas de lanzamiento

NASA Earth Science Division Operating Missions as of 2 February 2015

Esta animación muestra las órbitas de la flota de 2011 de la NASA de observatorios de teleobservación terrestre

Misiones futuras

Centinela 6B

A medida que el Sistema de Observación de la Tierra se vuelve más crucial en el estudio del clima y los cambios de la Tierra, el programa seguirá evolucionando. La NASA junto con otras agencias gubernamentales como la Agencia Espacial Europea y NASDA (Japón), han planeado muchas misiones futuras. Sentinel 6B es una de esas misiones cuyo objetivo es realizar observaciones continuas del agua y los océanos. Un objetivo clave de las misiones centinela es monitorear el aumento del nivel del mar, un indicador primario del cambio climático y el calentamiento global. A medida que la política del Acuerdo de París y más países apuntan a un mundo neutral en carbono, los datos recopilados por las misiones Sentinel ayudarán a seguir comprendiendo el cambio climático de la Tierra. También se espera que uno de los satélites centinela pruebe un nuevo experimento de predicción del tiempo. Como parte de su carga útil, utilizará la ocultación de radio del sistema global de navegación por satélite (GNSS-RO), un método para detallar los cambios y la información de diferentes capas de la atmósfera.

JPSS-3 y 4

Se espera que JPSS o los sistemas conjuntos de satélites polares se lancen en 2027. Este proyecto será una colaboración intergubernamental entre la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y observará una nueva generación de satélites ambientales en órbita polar. Fundamentalmente, estos satélites en órbita polar no son geosincrónicos, lo que significa que estos dos satélites tendrán un ángulo de inclinación cercano a 90 grados con respecto al ecuador. Fundamentalmente, este proyecto continúa y es el tercer y cuarto satélite de la serie JPSS. La carga útil de este tipo de satélite incluirá un radiómetro de imágenes infrarrojas visibles, una sonda de microondas de tecnología avanzada y un conjunto de perfiles y mapas de ozono. Los datos recopilados por esta variedad de instrumentos incluirán predicciones meteorológicas numéricas que se utilizarán para modelar y predecir pronósticos.

EVM-3 INCUS

Se prevé que la misión de investigación de corrientes ascendentes convectivas, una rama de las misiones Earth Venture, tenga tres satélites pequeños. Los tres satélites orbitarán en estrecha coordinación y tendrán como objetivo comprender la formación de tormentas convectivas y precipitaciones intensas. Su objetivo es saber no sólo cómo, sino saber exactamente dónde y cuándo se formarán. Aunque todavía en etapas de planificación y desarrollo, el primero de los tres satélites en EVM-3 en 2027. Después de deliberar entre 12 propuestas de EVM en 2021, la misión INCUS fue seleccionada después de una revisión por parte de los panelistas. La directora de Ciencias de la Tierra de la NASA, Karen St. Germain, afirmó: "En un clima cambiante, información más precisa sobre cómo se desarrollan e intensifican las tormentas puede ayudar a mejorar los modelos meteorológicos y nuestra capacidad para predecir el riesgo de fenómenos meteorológicos extremos".; Dado que los efectos del cambio climático son cada vez mayores con el aumento de la temperatura del nivel del mar a nivel mundial, se predice que las tormentas tendrán mayor intensidad y ocurrirán con más frecuencia. Esto es el resultado del aumento del vapor de agua que se mueve hacia arriba creando corrientes de convección. INCUS ayudará a los científicos a comprender estas corrientes y ayudará a predecir la probabilidad y la ubicación de tormentas importantes cuando esté en pleno funcionamiento.

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