SATELITES AMBIENTALES
Esta sección describe los satélites ambientales actualmente en el aire, sus sensores y su uso potencial para estudios oceanográficos. Los sensores para algunos de estos satélites, están actualmente fuera de comisión o, en el caso de satélites tripulados, no habitados. Sin embargo, debido al potencial de interés en los datos que han adquirido durante su período de actividad, son incluidos en esta sección.
Los principales satélites ambientales en operación al día de hoy son:
- Series LANDSAT -E.U.A.
- Series TIROS - E.U.A.
- Series NOAA - E.U.A.
- MISION DE MAPEO DE CAPACIDAD DE CALOR (HCMM) - E.U.A.
- Series NIMBUS - E.U.A.
- SEASAT-A - E.U.A. (ahora fuera de funciones).
- GOES/METEOSAT - E.U.A./ E.S.A.
- SPOT - FRANCIA
- Series BHASKARA - INDIA
- MOS-1 - JAPON
Programas ambientales de percepción remota calendarizados o propuestos incluyen:
- IRS-1 - INDIA
- ERS-1 - E.S.A.
- TOPEX - E.U.A.
- NROSS - E.U.A.
- OCI - E.U.A.
- RADARSAT - CANADA
- Sea- WIFS - E.U.A.
- EOS - E.U.A.
5.1 Las Series LANDSAT
Las series LANDSAT de satélites fueron anteriormente conocidos como Satélites de Tecnología de Recursos de la Tierra (ERTS). El nombre LANDSAT es un mal nombre ya que los satélites LANDSAT tienen una aplicación significativa al océano y a los estudios costeros. Esta serie puede ser dividida en dos generaciones:
5.1.1 La primera generación: LANDSAT 1, 2, 3
Los LANDSAT-1, 2, y 3 fueron lanzados respectivamente en 1972, 1975 y 1978. LANDSAT-1 fué puesto fuera de comisión en 1978 después del mal funcionamiento de un sensor y los LANDSAT-2 y 3 fueron puestos fuera de comunicación en 1983. Estos satélites tienen básicamente los mismos parámetros orbitales y transportan los mismos sensores. Ambos vehículos espaciales están en órbitas heliosincrónicas en polar cercano (ángulo de inclinación de cerca de 99°) con períodos de 103 minutos. Los satélites realizan 14 revoluciones por día con distancias de 2875 km entre las rutas. Cada satélite proporciona cobertura de casi toda la tierra cada 18 días, esto es, sobrepone las mismas rutas cada 18 días (referirse a las Figuras 5.1a, b y c).
Figura 5.1a Configuración del LANDSAT
Figura 5.1b Rutas orbitales LANDSAT típicas para un sólo día. Cada día las rutas cambian hacia el oeste 160 km a la altura del ecuador de tal manera que cada 18 días las rutas son repetidas. Las imágenes son adquiridas entre las 9:30 y 10:00 de la mañana hora local solar, excepto para altas latitudes. Nótese la localización y los rangos de las estaciones receptoras en los Estados Unidos.
Figura 5.1c Orbitas LANDSAT sobre los Estados Unidos en. días sucesivos. Nótese los 65 km laterales de imágenes sucesivas barridas a 40° de latitud norte. La sobreposición entre órbitas adyacentes está en un rango desde 14% en el ecuador hasta 85% en paralelas de 80° de latitud.
LANDSAT 2 y 3 transportan dos tipos de sensores de imágenes:
i) el Barredor Multiespectral (MSS);
ii) la Cámara de Retorno de Rayos Vidicón (RBV).
La RBV ha sido utilizada raramente para estudios ambientales. Esta es descrita brevemente en la Sección 4.1.2.
5.1.1.1 Barredor Multiespectral (MSS):
El MSS es un dispositivo barredor de líneas tanto de aviones como de naves espaciales, el cual produce un número específico de imágenes sincronicas cada una con una banda de onda diferente. La escena individual de una imagen de un MSS cubre aproximadamente 185 × 185 km y se sobrepone a su vecino aproximadamente un 10% a lo largo de la ruta terrestre del véhículo espacial. En la estación terrestre las imágenes son usualmente convertidas de señales electrónicas a imágenes positivas en blanco y negro en películas de 7 mm, por un grabador de rayos de electrones. Las imágenes originales tienen una escala de aproximadamente de 1:3,369,000.
El MSS del LANDSAT-2 opera en cuatro diferentes bandas de onda. Las características del sensor son dadas en la Tabla 5.1
TABLA 5.1
CARACTERISTICAS DEL LANDSAT-2 MSS
| Longitudes de onda: | BANDA 4: 0.5 – 0.6 μm (verde) |
| BANDA 5: 0.6 – 0.7 μm (rojo) | |
| BANDA 6: 0.7 – 0.8 μm (IR cercano) | |
| BANDA 7: 0.8 – 1.1 μM (IR Cercano) | |
| IFOV: | 0.086 mrad |
| Ancho de barrido | 185 km |
| Tamaño de la celda | |
| de resolución | |
| del terreno: | 80 m × 80 m |
La carga del LANDSAT-3 incluye un MSS de cinco bandas y dos cámaras RBV. EL MSS tiene cuatro bandas idénticas a las del LANDSAT-2 y una quinta banda (IR térmico) la cual fué diseñada para operar a cualquier hora durante la órbita, incluyendo operaciones nocturnas, y para todos los ángulos de elevación solar, pero no se hizo operacional. Las primeras cuatro bandas son operadas únicamente cuando la elevación solar es mayor de 10 grados.
Existen seis detectores para cada una de las cuatro bandas espectrales del MSS , y dos detectores para la banda IR térmica. Por esta razón, la quinta banda tiene un tercio de la resolución de las otras cuatro bandas.
5.1.2 La segunda generación: LANDSAT-4 , 5
En los E.U.A., le ha sido asignada a la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) la tarea de establecer un sistema de percepción remota operacional . LANDSAT-4 y 5 son el resultado del mandato de NOAA. El desarrollo de los sistemas en sí mismos ha sido la responsabilidad de la NASA.
LANDSAT-4 y 5 fueron lanzados respectivamente en 1982 y 1984. Tienen un ángulo de inclinación de 98.3° y un período de 98.5 minutos. Los satélites realizan de 14 a 15 revoluciones por día con distancias entre rutas de 2,752 km. Se sobreponen la misma ruta cada 16 días.
La principal diferencia entre LANDSAT-4 y 5 respecto a los LANDSAT previos, es que los RBV han sido removidos y reemplazados con una nueva generación de MSS llamados Mapeadores Temáticos (TM). Este sensor proporciona más bandas espectrales y ofrece una resolución terrestre mejorada.
5.1.2.1. Mapeador Temático (TM):
El TM tiene tres bandas visibles, una infrarroja cercana y dos medianas con una resolución terrestre de 30 metros de tamaño de celda y una banda IR térmica con un tamaño de celda de 120 metros de resolución terrestre. Las características del sensor son proporcionadas en la Tabla 5.2.
TABLA 5.2
CARACTERISTICAS DEL LANDSAT TM
| Longitudes de Onda: | BANDA 1: | 0.45 – 0.52 μm (violeta-azul) |
| BANDA 2: | 0.52 – 0.60 μm (verde) | |
| BANDA 3: | 0.63 – 0.69 μm (rojo) | |
| BANDA 4: | 0.76 – 0.90 μm (IR cercano) | |
| BANDA 5: | 1.55 – 1.75 μm (IR mediano) | |
| BANDA 6: | 10.40 –12.50 μm (IR lejano o térmico) | |
| BANDA 7: | 2.08 – 2.35 μm (IR mediano) | |
| IFOV: | 0.043 mrad (excepto BANDA 6 : 0.170 mrad) | |
| Ancho de barrido: | 185 km | |
| Tamaño de la celda | ||
| de resolución | ||
| del terreno: | 30 m × 30 m (excepto BANDA 6: 120 m × 120 m) | |
El 'TM tiene la capacidad para monitorear un amplio rango de bandas espectrales (azul a infrarroja) y por lo tanto, tiene un amplio rango de aplicaciones, por ejemplo:
- Mapeo de aguas costeras (Banda 1);
- Identificación de vegetación saludable a través de reflectancia verde (Banda 2);
- Diferenciación de plantas a través de mapeo de clorofila (Banda 3);
- Delineación de cuerpos de agua (Banda 4);
- Mediciónes de nieve y nubes (Banda 5);
- Mapeo térmico (Banda 6);
- Mapeo hidrotérmico (Banda 7).
El TM proporciona una resolución global de 30 metros. Esta alta resolución es lograda por detectores sensitivos y por una cuantización de 8 bits en el proceso de conversión analógies a digital (256 niveles de gris). En contraste, la MSS tiene únicamente 6 bits de cuantización (64 niveles de gris). Esto significa que las escenas del TM contienen mayor número de pixels con mayor rango radiométrico. Esto resulta también en una alta tasa de datos de bits de 84.9 megabites por segundo.
5.2 La Serie NOAA
Con la experiencia ganada con las series de satélites NIMBUS, PIROS y TOS (Satélite Operacional TIROS), se comenzó la serie de satélites operacionales de NOAA. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de E.U.A. (NOAA) fundó la serie, de ahí la designación del nombre.
Los satélites de la serie NOAA están dedicados a observaciones metereológicas y a estudios de la temperatura superficial del mar. Esta serie puede ser dividida en dos generaciones.
5.2.1 La primera generación: NOAA-2 a 5
NOAA-2 al 5 fueron lanzados respectivamente en 1972, 1973, 1974 y 1976. Los satélites NOAA fueron lanzados en órbitas heliosincónica circular, y polar cercano (ángulo de inclinación de 102°), diseñados para pasar por cualquier estación receptora local dos veces al día. Estos satélites tienen un període de 115 minutos realizando de 12 a 13 revoluciones por día con distancias entre rutas de 3,200 km.
Estos satélites transportan el VHRR (Radiómetro de Muy Alta Resolución), que ha sido utilizado extensivamente para estudios oceanográficos. Este sensor no será detallado en este manual. Se hizo inactivo en 1979 y fué subsecuentemente reemplazado en satélites NOAA posteriores por el radiómetro avanzado de muy alta resolución (AVHRR), una versión mejorada del VHRR.
5.2.2 La segunda generación: TIROS-N, NOAA-6 a 9
Estos satélites fueron lanzados respectivamente en 1978, 1979, 1981, 1983 y 1984. Tienen un ángulo de inclinación de 102° al igual que la primera generación de satélites NOAA. En contraste, estos satélites tienen un periodo de 99 minutos y realizan de 14 a 15 revoluciones por día con distancias entre rutas de 2,760 km.
TIROS-N (Satélite de Televisión y Observacional Infrarrojo) terminó su misión en 1981. El principal propósito de la serie TIROS fué el pronóstico del tiempo y la observación de la cobertura de nubes. TIROS-N fué utilizado para probar instrumentos para los satélites de la serie NOAA.
El sensor utilizado en la segunda generación de los satélites NOAA para estudios oceanográficos, principalmente determinación de la temperatura superficial del mar, es el AVHRR (Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución).
NOAA-8 transporta otro sensor de interés para pesquerías, SARSAT (Satélite-Ayuda para Búsqueda y Rescate) el cual detecta la señal de peligro emitida por embarcaciones en dificultad.
5.2.2.1 Radiómetro Avanzado de Muy Alta Resolución (AVHRR):
El AVHRR es un radiómetro barredor de cuatro o cinco canales (dependiendo de la versión), que opera en la banda visible y en las bandas infrarroja cercana y térmica. Las características del sensor están dadas en la Tabla 5.3
TABLA 5.3
NOAA-7 - CARACTERISTICAS DEL AVHRR
| Longitudes de Onda: | BANDA 1 : | 0.58 – 0.68 μm (verde-rojo) |
| BANDA 2 : | 0.72 – 1.10 μm (IR cercano) | |
| BANDA 3 : | 3.55 – 3.93 μm (IR mediano) | |
| BANDA 4 : | 10.50 – 11.50 μm (IR lejano o térmico) | |
| BANDA 5 : | 11.50 – 12.50 μm (IR lejano o térmico) | |
| I FOV : | 1.3 mrad | |
| Ancho de barrido : | 2700 km | |
| Tamaño de la celda | ||
| de resolución | ||
| del terreno: | 1 km × 1 km | |
5.3 Misión de Mapeo de Capacidad de Calor (HCMM)
La Misión de Mapeo de la Capacidad de Calor (HCMM) fué lanzada en 1978. Tiene una órbita diseñada para permitir la medición de la temperatura de la tierra en intervalos de tiempo de 12 horas, cuando la variación de la temperaturà está en un máximo. Esta diferencia de temperatura del día y de la noche puede ser utilizada para determinar la inercia térmica. La órbita circular y heliosincrónica tiene un ángulo de inclinación de 98°. El satélite realiza de 14 a 15 revoluciones por día con una distancia entre rutas de 2712 km. Se sobrepone a la misma ruta cada 16 días a una altitud de 620 km.
El sensor a bordo del HCMM es el HCMR (Radiómetro de Mapeo de la Capacidad de Calor) que estuvo en funcionamiento de 1978 a 1980.
5.3.1 Radiómetro de Mapeo de la Capacidad de Calor (HCMR)
El HCMR es un radiómetro barredor con dos canales y sus características son descritas en la Tabla 5.4.
TABLA 5.4
HCMM - CARACTERISTICAS DEL HCMR
| Longitudes de Onda: | BANDA 1 : 0.5 – 1.1 μm (azul-IR cercano) |
| BANDA 2 : 10.5 – 12.5 μm (IR lejano o termal) | |
| I FOV : | 0.83 mrad |
| Ancho de barrido : | 716 km |
| Tamaño de la celda | |
| de resolución | |
| del terreno: | 500 m × 500 m (BANDA 1) |
| 600 m × 600 m (BANDA 2) |
Los dos canales proporcionan mediciones de energía solar reflejada y energía térmica emitida respectivamente. Adicionalmente a los estudios terrestes, el HCMR fué diseñado para investigación en las siguientes áreas:
i) Determinación del gradiente térmico de la zona costera. Esta incluye mapeo de los gradientes térmicos en zonas costeras e intercambios de calor diurnos en la capa superficial del océano;
ii) Monitoreo de los efectos a gran escala de la contaminación marina, principalmente petróleo;
iii) Estudio del ciclo de vida, formación, tasas de transportación, descomposición y agregación de remolinos oceánicos de mesoescala.
Debido a problemas de calibración, y a la corta vida del sensor, sus aplicaciones oceanográficas no fueron completamente exploradas.
5.4 Serie NIMBUS
El programa del satélite NIMBUS fué iniciado por NASA en 1960 para estudiar la atmósfera y la superficie de la tierra. El último de esta serie de satélites, el NIMBUS-7 fué lanzado en Noviembre de 1978. Este satélite es uno de los pocos dedicados a estudios oceanográficos. La órbita heliosincrónica polar cercana del NIMBUS-7 tiene un ángulo de inclinación de 99°. El satélite tiene un período de 104 minutos y realiza de 13 a 14 revoluciones por día con una distancia entre rutas de 2904 km. Se sobrepone a la misma ruta cada 6 días y transporta nueve sensores, dos de los cuales son importantes para oceanografía: el Barredor de Color de la Zona Costera (CZCS) y el Radiómetro Barredor de Microondas Multicanales (SMMR).
5.4.1 Barredor de Color de la Zona Costera (CZCS)
El CZCS es un radiómetro de 6 canales diseñado específicamente para el mapeo de los colores del océano. Las características del CZCS del NIMBUS-7 están incluídas en la Tabla 5.5.
TABLA 5.5
NIMBUS-7 CARACTERISTICAS DEL CZCS
| Longitudes de Onda: | BANDA 1: 0.43 – 0.45 μm (violeta-azul) |
| BANDA 2: 0.51 – 0.53 μm (azul-verde) | |
| BANDA 3: 0.54 – 0.56 μm (verde) | |
| BANDA 4: 0.66 – 0.68 μm (rojo) | |
| BANDA 5: 0.70 – 0.80 μm (IR cercano) | |
| BANDA 6: 10.50 –12.50 μm (IR lejano o | |
| té rmico) | |
| IFOV | 0.865 mrad |
| Ancho de barrido: | 1566 km |
| Tamaño de la celda | |
| deresolución | |
| del terreno: | 825 m × 825 m |
Cinco de estas bandas pueden percibir la energía solar, y, por lo tanto, el color del agua afectado por la absorción y la dispersión debidos a la clorofila, los sedimentos y la substancia amarilla. La clorofila absorbe fuertemente la energía en las bandas de microondas centradas a 0.44 y 0.52 micrómetros (Bandas 1 y 2) respectivamente. La longitud de onda de 0.50 micrómetros (Banda 3) es el punto principal, la longitud de onda de mínima absorción. Los cocientes de las energías medidas en estas bandas, han demostrado un paralelismo cercano a las concentraciones de clorofila en la superficie. Los datos del CZCS son procesados para producir mapas de los materiales anteriormente medidos. La medición de la concentración de pigmentos se hace posible por las características únicas del CZCS, esto es, la fina resolución espectral centrada en longitudes de onda específicas en las regiones espectrales azul y verde, y en la sensibilidad extrema adecuada para discriminar las variaciones sutiles de las señales oceánicas causadas por varios constituyentes del agua. Estas características no son compartidas por otros sensores que observan la luz visible, tales como el MSS, TM o el HRV. La temperatura de las aguas costeras y del océano abierto es medida en una banda espectral centrada a 11.5 micrómetros (Banda 6).
5.5 SEASAT-A
Este es el primero de una serie de satélites específicamente diseñados para investigación oceanográfica (referirse a la Figura 5.2). El SEASAT fué lanzado por la NASA en 1978 en una órbita polar cercana con un ángulo de inclinación de 108°, un período de 100.7 minutos y a una altitud de 800 km. Este satélite cesó de funcionar después de algunos meses, aparentemente por una falla de potencia.
SEASAT-A transporta cinco sensores de alta resolución: el Radiómetro de Barrido de Microondas Multicanales (SMRR); un Altímetro de Radar (Alt); un Radar Medidor de Reflexiones Múltiples (SAS-SEASAT-A Medidor de Reflexiones Múltiples del Satélite); un Radar de Apertura Sintética (SAR); y un Radiómetro Visible e Infrarrojo (VIRR).
5.5.1 Radiómetro de Microondas Barredor de Multicanales (SMRR)
Este tipo de radiómetro de microondas fué también instalado a bordo del NIMBUS-7. Proporciona información de numerosos parámetros particularmente de la temperatura de la superficie del mar y de la cubierta de hielo del mar. Las características del NIMBUS-7 y del SEASAT-A SMRR están incluídas en la Tabla 5.6.
Figure 5.2 Configuración del SEASAT-A.
TABLA 5.6
NIMBUS-7/SEASAT - CARACTERISTICAS DEL SMMR
| Frecuencias: | BANDA 1: | 6.6 GHz |
| BANDA 2: | 10.7 GHz | |
| BANDA 3: | 18.0 GHz | |
| BANDA 4: | 21.0 GHz | |
| BANDA 5: | 37.0 GHz | |
| Ancho de barrido: | 900 km | |
| Tamaño de la celda | ||
| de resolución | ||
| del terreno: | 50 km × 50 km | |
5.5.2 Altímetro del Radar (Alt)
El altímetro del radar ilumina un objetivo en el nadir desde 1.6 hasta 12 km de diámetro. El propósito principal de este sensor es medir el nivel del mar con una precisión de 0.1 metros y para determinar la altura promedio de las olas con una precisión de 0.5 metros.
Las características del Altímetro del Radar están incluídas en la Tabla 5.7.
TABLA 5.7
SEASAT - CARACTERISTICAS DEL ALTIMETRO DEL RADAR
| Frecuencia: | 13.5 GHz (Banda-Ku) |
| Huella: | 1.6 a 12 km |
5.5.3 Medidor de Reflexiones Múltiples del satélite SEASAT-A (SASS)
El propósito principal de este sensor de radar es medir la velocidad del viento sobre la superficie de los océanos bajo todas las condiciones del tiempo. El SASS fué diseñado para grabar la velocidad y dirección del viento con errores que no exceden el 10%.
Las características del Medidor de Reflexiones Múltiples del Radar están incluídos en la Tabla 5.8.
TABLA 5.8
SEASAT - CARACTERISTICAS DEL MEDIDOR DE REFLEXIONES MULTIPLES DEL RADAR
| Frecuencia: | 14.6 GHz (Banda-Ku) |
| Ancho de barrido: | 1000 km |
| Tamaño de la celda | |
| de resolución | |
| del terreno | 50 km × 50 km |
5.5.4 Radar de Apertura Sintética (SAR)
El Radar de Apertura Sintética del SEASAT-A fué el primer sistema de imágenes SAR utilizado como un sensor científico desde una órbita terrestre. Este sensor es utilizado para la caracterización de las olas (altura de la ola, longitud de la ola), proporciona una resolución de 25 metros y cubre un barrido de 100 km del lado norte de la ruta terrestre del satélite. El SAR fué operado únicamente sobre una base de tiempo real, cuando estaba cerca de una estación receptora o cuando estaba bajo el comando de esta última. Esto era principalmente debido a la muy alta tasa (110 megabites por segundo) a la cual los datos eran grabados y a los problemas asociados con el almacenamiento de un volumen muy grande de datos a bordo del satélite.
Las características del SAR son incluídas en la Tabla 5.9.
TABLA 5.9
SEASAT - CARCTERISTICAS DEL SAR
| Longitud de Onda: | 23.5 cm (Banda-L) |
| Ancho de barrido: | 100 km |
| Tamaño de la celda | |
| de resolución | |
| de terreno: | 25 m × 25 m |
5.5.5 Radiómetro Visible e Infrarrojo (VIRR)
El propósito de este sensor es proporcionar imágenes IR y visibles de baja resolución de la superficie del océano, posición de las nubes y la temperatura del mar con cielo claro.
5.6 Serie GOES/METEOSAT
Estos satélites geoestacionarios de gran altitud (36,000 km) son utilizados para observaciones metereológicas globales y para comunicaciones (referirse a las Figuras 5.3 y 5.4 respectivamente). Los aspectos de la metereología que son el foco de estos satélites, incluyen el mapeo de nubes e imágenes infrarrojas y visibles de la superficie de la tierra, para detectar cambios de gran escala en parámetros oceánicos.
Figura 5.3 Posiciones de cinco satélites metereológicos geosincrónicos que proporcionan capacidad de observación de las condiciones globales del tiempo. (Después de J.A. Richards, 1986).
Figura 5.4 Sistema de recolección de datos METEOSAT.
Los países y agencias que están participando en el programa del WMO (Organización Metereológica Mundial) son la Agencia Espacial Europea (ESA), los E.U.A., Japón y la U.R.S.S. Cinco satélites, el GOES Occidente (E.U.A.), el GOES Oriente (E.U.A.), METEOSAT (ESA), INSAT (India) y GMS (Japón), colectivamente permiten que la tierra sea totalmente fotografiada cada 30 minutos.
El primer satélite de la serie GOES (Satélite Ambiental Geoestacionario Operacional) fué lanzado en 1974. Los últimos en la serie GOES-4 (Occidente) y 5 (Oriente), fueron lanzados en 1980 y 1981 respectivamente. GOES-4 y 5 transportaron un barredor especial, un radiómetro barredor giratorio el cual tiene seis detectores infrarojos.
Las características del radiómetro barredor a bordo del METEOSAT son descritas en la Tabla 5.10. Nótese que el tamaño de la celda de resolución del terreno corresponde a la vista nadir del sensor.
TABLA 5.10
METEOSAT - CARACTERISTICAS DEL RADIOMETRO BARREDOR
| Longitud de Onda: | BANDA 1: | 0.4 – 1.1 μm (azul-IR cercano) |
| BANDA 2: | 5.7 – 7.1 μm (IR mediano) | |
| BANDA 3: | 10.5 – 12.5 μm (lejano o IR termal) | |
| Ancho de barrido: | 12,500 km | |
| Tamaño de la celda | ||
| de resolución | ||
| del terreno: | BANDA 1: | 2.5 km × 2.5 km |
| BANDA 2,3 : | 5.0 km × 5.0 km | |
5.7 SPOT
Este satélite fué lanzado en 1986 y está dedicado a la observación de la tierra, aunque tiene aplicaciones oceanográgicas al igual que el LANDSAT.
Tiene una órbita heliosincrónica polar cercana con un ángulo de inclinación de 99° y un período de 101 minutos. Realiza de 14 a 15 revoluciónes per día y sobrepone la misma ruta cada 26 días con una distancia entre rutas de 2,818 km. La altitud de este satélite es de 820 a 840 km. El sensor a bordo es el radiómetro de opresión de barrido, HRV (Alta Resolución Visible).
5.7.1 Radiómetro de Alta Resolución Visible (HRV)
La característica especial de este harredor es que tiene una resolución terrestre multiespectral (3 .bandas) de 20 metros. Los barredores son apuntables también por control terrestre para permitir la obtención de imágenes de la misma escena desde diferentes rutas orbitales con un ángulo de incidencia desde 0° (nadir) hasta un mámimo de 27°. Las imágenes son obtenidas utilizando dos radiómetros idénticos HRV los cuales permiten imágenes estereoscópicas (referirse a la Figura 5.5.). Las características del HRV son descritas en la Tabla 5.11.
Figura 5.5 Atributos del sistema SPOT. (Después de D.J. Carter, 1986).
TABLA 5.11
SPOT - CARACTERISTICAS DEL HRV
| Modo pancromático | Modo multi-canal | |
| Longitudes | ||
| de Onda: | 0.57 – 0.73 μm (verde-rojo) | 0.50 – 0.59 μm (verde) |
| 0.61 – 0.68 μm (rojo) | ||
| 0.79 – 0.89 μm (IR | ||
| cercano) | ||
| Ancho de barrido: | ||
| (por HRV) | 60 km | 60 km |
| Total del ancho | ||
| de barrido: | 117 km (e km de sobreposición) | 117 km (3 km de sobreposicióm) |
| Tamaño de la celda | ||
| de resolución | ||
| del terreno: | 10 m × 10 m | 20 m × 20 m |
5.8 Transbordador Espacial y Estaciones Espaciales
El transbordador espacial no es el primer satélite tripulado utilizado como plataforma de percepción remota. Los E.U.A. lanzaron una estación orbital SKYLAB en 1973 la cual recibió astronautas en 1973 y 1974. Los sensores remotos a bordo incluyeron dos cámaras fotográficas, las cuales adquirieron 35,000 fotografías, y un radiómetro multiespectral (13-canales), el cual grabó 800 km de cinta magnética. Tres años más tarde, la U.R.S.S. lanzó la estación SOYUZ la cual transportó una cámara fotográfica similar al equipo principal del SKYLAB. Numerosos sensores han sido utilizados en el transbordador espacial de los cuales tres tienen aplicaciones oceanográficas:
i) SIR-A (Radar de Imágenes del Transbordador), una versión mejorada del SEASAT-SAR;
ii) SMIRR (Radiómetro Multiespectral Infrarrojo del Transbordador), un radiómetro infrarojo de 10 canales con un rango espectral de 5 a 25 micrómetros;
iii) OCE (Experimento del Color Oceánico), un radiómetro barredor de 8 canales con un rango espetral de 0.49 a 0.79 micrómetros.
5.9 Serie Bhaskara
Los satélites Bhaskara-1 y 2 fueron lanzados por la India en 1979 y 1981 respectivamente con la asistencia de la U.R.S.S. Un radiómetro operando en frecuencias de 19 a 22 GHz es llevado a bordo de ambos satélites para propósitos de estudios oceánicos. Los satélites Bhaskara ya no son operacionales.
5.10 MOS-1
MOS-1 es el primer satélite de observación terrestre de los japoneses el cual fué lanzado exitosamente en Febrero de 1987. Los datos colectados por este satélite estarán disponibles a principios de 1988. Este es un satélite experimental diseñado para colectar información sobre el color del mar y la temperatura superficial del mar, en adición a parámetros terrestres.
Los instrumentos a bordo de este satélite son: el Radiómetro Multiespectral Electrónico Autobarredor (MESSR); el Radiómetro Visible e Infrarrojo Térmico (VTIR), para medir la temperatura superficial del mar (SST); el Radiómetro Barredor de Microondas (MSR), para medir el vapor de agua atmosférico. Los japoneses también planean lanzar los MOS-2 y 3 que van a transportar sensores activos de microondas.
5.11 Satélites del Futuro
Numerosos satélites han sido planeados para ser lanzados a finales de los 80's y en los 90's. Los siguientes serán dedicados a estudios oceanográficos:
5.11.1 IRS-1
El IRS-1 (Satélite Indú de Percepción Remota 1) de la India ha sido calendarizado para ser lanzado a finales de lo 80's desde la U.R.S.S. Cargará dos sensores de opresión de barrido, LISS 1 y 2 (Sistema de Sensores de Imágenes Lineales), cuyas bandas y resolución (ambas radiómetrica y espacial) son comparables al MSS.
5.11.2 ERS-1
ERS-1 (Satélite de Percepción Remota ESA) será el primer satélite ESA (Agencia Espacial Europea) está propuesto para ser lanzado en 1989. Los objetivos de este satélite pueden ser comparados a aquellos del satélite SEASAT que ya no funciona. Su tarea principal será la medición del viento y las olas del océano, pero otros objetivos incluyen el monitoreo océanico costero, estudios del movimiento de hielo y estudio del clima global.
Los sensores que llevará a bordo incluyen: el Radar de Apertura Sintética (SAR) con resolución de 30 metros; el Radiómetro de Imágenes de Microondas (IMR); un Medidor de Reflexiones Múltiples para la velocidad y dirección del viento; y un altímetro de radar para determinar el estado del mar (referirse a la Figura 5.6).
Figura 5.6 Configuración del ERS-1
5.11.3 TOPEX
TOPEX (Experimento Topográfico) es un satélite diseñado exclusivamente para la investigación científica del océano. Este satélite, fué diseñado por el laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, E.U.A., organización que diseño el SEASAT-A, está propuesto para ser lanzado a finales de los 80's. El principal objetivo del TOPEX es el sondeo de microondas de la atmósfera para establecer correcciones del vapor de agua.
5.11.4 NROSS
El Sistema de Percepción Remota Oceánica de la Marina de los E.U.A. (NROSS) está programado para una misión de tres años comenzando en 1989. El principal sensor a bordo será el Medidor de Reflexiones Múltiples NASA (NSCAT) diseñado para medir vectores del viento en un barrido de 600 km a cada lado del vehículo espacial.
5.11.5 OCI
El principal objetivo de la misión del generador de Imágenes de Color del Océano (OCI), propuesto para ser lanzado en 1990 por los E.U.A., es medir la radiancia visible e infrarroja cercana para derivar concentraciones de clorofila como un estimado de la productividad del océano y para proporcionar una visualización del flujo de las corrientes oceánicas. El OCI es un desarrollo del actual Barredor de Color de la Zona Costera (CZCS) transportado a bordo del NIMBUS-7.
5.11.6 RADARSAT
RADARSAT, es un satélite canadiense, está propuesto para ser lanzado a principios de los 90's. Su principal sensor será un Radar Avanzado de Apertura Sintética (SAR) para el monitoreo de hielo, la medición de olas y vientos oceánicos, y la detección de barcos, derrames de petróleo, etc.
5.11.7 El Programa de Sensores (SEA-WIFS) de Amplio Campo Marino, (NASA/EOSAT)
El programa Sea-WIFS, ha sido planeado de manera conjunta por la Administración Nacional Aeronáutica y Espacial (NASA) y la Compañía de Satélites de Observación de la Tierra (EOSAT), está diseñado para satisfacer las necesidades de la ciencia oceá nicas y de las comunidades industriales, de información adquirida desde el espacio respecto al color del océano y la temperatura superficial del mar, en los 90's. El sensor del Sea-WIFS será volado sobre el satélite LANDSAT-6 programado para ser lanzado a principios de 1991. El Sea-WIFS será construído sobre la experiencia ganada de la misión del Barredor de Color de la Zona Costera (CZCS) volado per la NASA en el satélite NIMBUS-7 desde 1978 hasta 1986.
5.11.8 Sistema de Observación de la Tierra (EOS)/NASA
Importantes investigaciones a escala global en oceanografía, geología, limnología, hidrología, glaseología y ecología terrestre, están apenas comenzando a ser apoyadas con las clases más avanzadas de sensores actualmente disponibles en los satélites. Una nueva generación de sensores ópticos, espectrómetros de imágenes, estáactualmente viajando en aeronaves y están programadas para volar a bordo de plataformas espaciales con órbita polar, a mediados de los 90's como parte del sistema de observación terrestre (EOS). Estos sensores de nueva generación incluyen:
- Espectrómetro de Imágenes Visibles e Infrarojas de Aeronaves (AVIRIS)
- Espectrómetro de Imágenes de Alta Resolución (HIRIS)
- Espectrómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS)
El concepto EOS avisora el uso sinergístico de un número de intrumentos de percepción remota, conjuntamente con un sistema avanzado de manejo de datos, para proporcionar conjuntos de datos globales para ampliar nuestro entendimiento de los procesos geológicos y glaseológicos, del ciclo hidrólògico de las aguas oceánicas y continentales, y de los ciclos bio-geoquímicos. Unicamente con un programa integrado de esta naturaleza, puede ser planeada una estrategia racional de muestreo para obtener mediciones requeridas para producir y verificar modelos de procesos del Sistema Terrestre.
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