EL SATELITE ENVISAT

Antecedentes

En diciembre de 1960 algunos cientficos europeos decidieron formar una comisin para promover las investigaciones espaciales en Europa. Este fue el comienzo de la European Space Research Organization (ESRO), un organismo cuyas actividades estaran vinculadas al desarrollo de satlites.

Esta organizacin sera la encargada de lanzar el European Remote Sensing Satellite (ERS) , el cual se convirti en el primer satlite de observacin de la Tierra, y seria este junto al ERS-2 los predecesores del ENVISAT. Estos satlites muy aparte del objetivo bsico que era monitorear la Tierra, permitieron la experimentacin con nuevos sensores como el GOME (Global Ozone Monitoring Experiment) para terminar mejorndolo en el ENVISAT.

El satlite ENVISAT

El 1 de marzo de 2002 (28 de febrero hora local) un lanzador Ariane 5 despeg de la base espacial de Kourou en la Guyana francesa para situar el ENVISAT en una rbita terrestre de 800 kilmetros de altitud.

El satlite ENVISAT tiene una carga til ambiciosa e innovadora que garantiz la continuidad de las mediciones de datos de los satlites de la ESA, como el ERS . Ha costado unos 2.300. millones de euros y diez aos de diseo, desarrollo y construccin (Figura 6). Desde su despliegue en rbita, el ENVISAT ha enviado datos sobre tendencias en el agotamiento del ozono, contaminantes del aire y gases de efecto invernadero, el comportamiento de los paquetes de hielo polar, las variaciones de temperatura de la superficie marina, los cambios en la cobertura terrestre y muchos otros aspectos. En principio, se program para durar cinco aos pero la misin fue ampliada dos veces.

Figura 6. Construccin del ENVISATFuente: http://www.astrium.eads.net/

Astrium fue elegida por la ESA como contratista principal y asumi la responsabilidad global del desarrollo de la misin y el sistema en general. Astrium tambin asumi el control directo sobre el desarrollo y fabricacin del satlite y cinco de sus instrumentos mientras que el resto de los componentes del sistema se subcontrataron.Para el envo de los datos a Tierra se utilizan estaciones terrenas habituales, pero la gran novedad estriba en el satlite de comunicaciones ARTEMIS (Data Relay Satellite), lanzado a mediados de 2001, que acta de apoyo para recibir los datos de ENVISAT cuando est fuera de la cobertura de las Estaciones Terrenas y reenviarlos a stas.Para controlar la misin, la operabilidad del satlite y la provisin de servicios al usuario, ENVISAT cuenta con centros ubicados en diferentes pases. El Segmento de Control de la rbita del satlite (FOS Flight Operation Segment) est coordinado por el FOCC (Flight Operation Control Centre), localizado en Darmstadt (Alemania), y las Estaciones de Control y Seguimiento de Kiruna y SvalbardEspecificaciones tcnicas El satlite ENVISAT se encuentra en una rbita heliosincrnica a unos 800 Km de altitud y ofrece una cobertura global de la Tierra con un periodo nominal de revisita de 35 das; sin embargo, para la mayora de los instrumentos ofrece una cobertura global cada dos o tres das, siendo ms frecuentes las observaciones en las regiones situadas en latitudes altas.La estrategia de mantenimiento de su rbita asegura que la desviacin respecto a la rbita terica de adquisicin sobre el terreno (ground track) sea inferior a 1 km, y que los horarios locales medios de las pasadas coincidan con el horario nominal en 1 minuto.Para el envo de los datos a Tierra se utilizan Estaciones Terrenas habituales, pero la gran novedad estriba en el satlite de comunicaciones ARTEMIS (Data Relay Satellite), lanzado a mediados de 2001, que acta de apoyo para recibir los datos de ENVISAT cuando est fuera de la cobertura de las Estaciones Terrenas y reenviarlos a stas.Para controlar la misin, la operabilidad del satlite y la provisin de servicios al usuario, ENVISAT cuenta con centros ubicados en diferentes pases. El Segmento de Control de la rbita del satlite (FOS Flight Operation Segment) est coordinado por el FOCC (Flight Operation Control Centre), localizado en Darmstadt (Alemania), y las Estaciones de Control y Seguimiento de Kiruna y Svalbard. El Segmento de gestin de datos (PDS Payload Data Segment) est coordinado por el PDCC (Payload Data Control Centre), localizado en ESRIN. Su cometido es la gestin de la programacin de adquisiciones, proceso y archivo de datos, as como el soporte a los usuarios. El PDS consta de cuatro estaciones que reciben los datos directamente del satlite o a travs de ARTEMIS y que pueden procesarlos en tiempo real. As mismo, ENVISAT cuenta con Centros de Proceso y Archivo (PACs - Processing and Archiving Centres), distribuidos por Europa y entre los cuales se encuentra el E-PAC (Centro Espaol de Proceso y Archivo). Este ltimo est englobado dentro del programa CREPAD y en l se procesan, archivan y distribuyen datos del sensor MERIS.

Instrumentos que conforman el satlite ENVISAT

Para alcanzar los requerimientos de la misin se dise una serie de sensores, cada uno de los cuales contribuye de forma distinta a sus objetivos a la vez que complementan sus capacidades entre s. ENVISAT lleva a bordo diez instrumentos desarrollados por la ESA: ASAR (advanced synthetic aperture radar): Vigila la superficie del planeta generando imgenes de amplia o reducida cobertura geogrfica, que supervisa el relieve terrestre. Consiste en la observacin de los ocanos, tierras emergidas y casquetes polares con una resolucin espacial de 30 a 1000 m. MERIS (medium resolution imaging specrometer instrument): Toma imgenes de la superficie del planeta y de las nubes capturando la luz de las zonas visible e infrarroja del espectro electromagntico. Es capaz de conocer el color exacto de la superficie ocenica y zonas costeras, reflejar la actividad biolgica, observar las nubes, detectar el vapor de agua invisible de la atmsfera e identificar las distintas etapas de crecimiento de las plantas. Basicamente dedicado a observaciones del color del ocano, sus objetivos se amplian con estudios atmosfricos y terrestres.. Caractersticas del sensor: El instrumento MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) es un espectrmetro programable de resolucin espectral media que opera en el rango espectral correspondiente a la reflexin de la luz solar en la superficie terrestre. A travs de comandos enviados desde tierra es posible seleccionar quince bandas espectrales, cada una de ellas con un ancho y una localizacin programables dentro del rango que va desde los 390 a los 1040 nm. El instrumento escanea la superficie terrestre por el llamado mtodo 'push broom'. Los arrays de CCDs realizan un muestreo espacial en la direccin perpendicular al desplazamiento del satlite, mientras que el desplazamiento del propio satlite permite el muestreo longitudinal. MERIS est diseado para adquirir datos sobre la Tierra slo cuando las condiciones de iluminacin son las adecuadas. La misin MERIS La principal misin de MERIS es la medida del color del mar tanto en los ocanos como en las zonas costeras. El conocimiento del color del mar nos permite saber la concentracin del pigmento clorofila, concentracin de sedimentos suspendidos y cargas de aerosol sobre el medio marino. MERIS es adems capaz de medir la altura de las nubes, columna total de vapor de agua as como carga de aerosol sobre el suelo. Estas medidas constituyen la misin secundaria de MERIS. Productos MERIS: a travs de los datos obtenidos por MERIS se pueden procesar productos ocenicos, atmosfricos y terrestres: Radiancia/reflectancia emergentes del agua. ndices de pigmentos de algas I y II. Materia en suspensin. Substancia amarilla. Radiacin fotosintticamente activa (PAR). Espesor ptico del aerosol. Factor psilon del aerosol. Espesor ptico de las nubes. Albedo de las nubes. Tipo de nube. Reflectancia de las nubes. Reflectancia terrestre. Espesor ptico del aerosol sobre tierra. Factor psilon del aerosol sobre tierra. Factor global de vegetacin MERIS. Columna de vapor de agua.

RA-2 Y MWR (radar altimeter 2 & microwave radiometer): Miden con una exactitud de 4.5 cm la distancia desde el satlite hasta la superficie del planeta. Su combinacin con otros datos permite trazar el perfil de la superficie del mar o hielo, condiciones de las olas y velocidad del viento en el ocano. GOMOS (global ozone monitoring by occultation of stars): Sigue las estrellas y mide sus espectros electromagnticos. Es capaz de producir tantos datos como una red de 360 estaciones de terrenas. Su objetivo es el conocimiento de los procesos que ocurren en la alta atmsfera, permitiendo el estudio de la distribucin del ozono durante largos periodos de tiempo a varias latitudes y altitudes, as como la medida de la distribucin de aerosoles estratosfricos. MIPAS (michelson interferometer for passive atmospheric sounding): Observa la atmsfera en el rango infrarrojo medio y es capaz de rastrear agentes contaminadores industriales y gases de efecto invernadero. AATSR (advanced along track scanning radiometer): Explora la superficie del ocano en varias frecuencias infrarrojas y visibles para medir exactamente su temperatura. DORIS Y EL LLR (doppler orbitography and radiopositioning integrated by satellite & laser retroreflector): Miden su posicin orbital con una exactitud de 4.5 cm y su velocidad orbital con una exactitud de 0.4 mm/s. Producen mapas de la superficie del ocano y de la topografa terrestre. SCIAMACHY (scanning imaging absorption spectrometer for atmospheric chartography): Vigila la atmsfera en un amplio rango de longitudes de onda, lo que permite medir cantidades totales y perfiles de gases.

sensores del ENVISAT en conjunto monitorean a la ATMOSFERA , TIERRA , OCEANO Y HIELO los cuales registran parmetros dentro de stas :

CARACTERISITICAS GENERALES DEL ENVISAT

Bandas espectrales5,6 cm (C-band)

ModoImage Mode

Resolucin espacial30 m

Ancho de barrido100 Km

Resolucin radiomtrica8 bits/pxel

RevisitaDe 2,5 a 35 das

Formato de entregaCEOS

Lanzamiento15 de marzo del 2002

Peso8,2 toneladas, de ellas 2,2 toneladas de instrumentos

Potencia6,6 kW al final de la vida til (de ellas 2,0 kW para instrumentos).

DimensionesPuesta en rbita: 25 x 10 x 7 m

rbita800 km, polar, sincrnico con el sol, ciclo de repeticin de 35 das.

Ventajas del ENVISATEn general se puede decir que la gran ventaja del Envisat es que era un satlite multifuncional, poda aportar informacin tanto de sucesos globales como locales, por ejemplo poda aportar informaciones y datos importantes, tras un terremoto o algn otro evento natural.

El Envisat tambin era capaz de medir con precisin la humedad en la atmsfera terrestre y tambin la temperatura de la superficie martima, , el satlite funcionaba incluso bajo condiciones atmosfricas adversas, como los cielos nubosos. Adems, trabajaba independientemente de la luz solar.Eran pues los sofisticados instrumentos que posea el satlite que le permitieron durante 10 aos aportar informacin valiosa en cuanto al entorno medio Desventajas del ENVISATEl ENVISAT a nivel operativo, desempea sus funciones con total normalidad, pues como se aclar, sus sofisticados instrumentos permiten el desenvolvimiento total de sus objetivos en rbita. Las nicas desventajas que se han observado han sido a la hora del despegue y en cuanto a su esperanza de vidaEl diseo del satlite fue especialmente complejo. Tena que poseer la robustez necesaria para mantener en su sitio unos instrumentos de sensibilidad extrema y al tiempo ser lo suficientemente ligero como para poder lanzarlo, en total sus 8.000 kilos. Para ello se cont con el sistema lanzador operativo Ariane 5 capaz de transportar un satlite tan voluminoso y pesado. Para Ariane 5 la misin supuso un nuevo rcord en transporte de carga (tanto por masa como por altura). Por lo cual la desventaja del peso pudo superarse con los ingeniosos diseos.Por otro lado, una desventaja que abarca duda sobre sus ltimas informaciones antes de desaparecer, es el hecho de que el ENVISAT solo tena una expectativa de vida de 5 aos, luego de los cuales duro 5 aos ms, estos ltimos aos la informacin se vuelve dudosa debido al deterioro normal que pudo haber experimentado. Por lo tanto, su capacidad para satisfacer los requisitos de seguimiento a medio y largo plazo es incierta

El ENVISAT actualmenteComo se mencion en un inicio, el satlite Envisat durante diez aos recogi valiosos datos sobre el medio ambiente. Precisamente en Marzo del 2012 la agencia espacial europea (ESA) perdi el contacto de manera inesperada con el gran satlite de observacin. Todos los intentos delos ingenieros por contactar con el satlite resultaron fallidos, por lo que la ESA tuvo que dar por concluida la misin del Envisat.Si bien los satlites se envan siempre con una determinada esperanza de vida, el satlite se mantuvo en rbita mucho ms tiempo de que los investigadores haban pensado cuando fue lanzado el dispositivo en el 2002, se daba por sentado que solo durara unos 5 aos.El hasta ahora el ms grande satlite enviado por la agencia espacial europea, se ha convertido ahora en chatarra espacial, y se estima que permanecer girando sobre el eje de la tierra. Sin embargo la agencia espacial europea se encuentra trabajando en una misin para poder capturar el Envisat y otros satlites fuera de funcionamiento, pero ese proyecto an es para largo plazo.Importancia del ENVISATLas observaciones obtenidas del satlite ENVISAT son importantes porque permiten utilizar una gran variedad de aplicaciones en los siguientes aspectos de la observacin medioambiental: Atmsfera: Gases traza en la troposfera y la estratosfera, concentracin de gases de efecto invernadero, crecimiento de la capa de ozono, nubes y aerosoles, rayos solares ultravioleta (UV), aplicaciones atmosfricas. Meteorologa, clima y cambio climtico: climatologa, ciclo del carbn, ciclo del agua, interacciones de mar/tierra/atmsfera Oceanografa: Geoide marino y geodinmica, circulacin de los ocanos y nivel del mar, estado de la corriente del Nio en el pacfico, modelado del estado de viento y olas/mar, color del ocano y temperatura de la superficie marina (SST), seleccin de ubicaciones para centrales elicas en el mar, zonas costeras, vertidos de petrleo/deteccin de buques, pesqueras Criosfera: Glaciologa, hielo marino, equilibrio de la masa polar, velocidad de derretimiento de las capas polares. Peligros: deslizamientos de tierra, hundimientos, terremotos, volcanes, inundaciones, incendios, maremotos, tifones, huracanes. Aplicaciones en tierra: cartografa, cubierta terrestre y uso del suelo, agricultura, silvicultura, vegetacin, estado de las selvas tropicales, urbanismo, geologa, modelos de elevacin digitales (DEM), aguas interiores, humedad del suelo, nieve, permafrost, arqueologa, epidemiologa

Control del cumplimiento de los tratados medio ambientales.Los datos recopilados por el ENVISAT, junto a datos de otros satlites, son utilizados para la toma de decisiones sobre el modo de proteger el ambiente.