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Sociedad

Tercer Milenio

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Paz, el primer satélite radar español

El primer satélite de observación de la Tierra totalmente español está a punto de ser puesto en órbita. Bautizado con el nombre de Paz, desde el 29 de diciembre se encuentra en la base aérea norteamericana de Vandenberg (California), desde donde volará al espacio a bordo de un lanzador Falcon 9 cuyo despegue está planeado para el próximo 10 de febrero. Además de ser un satélite espía que ve en condiciones de baja visibilidad, oscuridad, nubosidad o lluvia, será un aliado para investigar cómo predecir grandes tormentas.

Sus 384 antenas electrónicas miniaturizadas escanearán diariamente la Tierra desde una altura de 514 kilómetros
Sus 384 antenas electrónicas miniaturizadas escanearán diariamente la Tierra desde una altura de 514 kilómetros
Airbus DS

El principal instrumento que viaja en el satélite Paz, pero no el único, es un avanzado radar de apertura sintética o SAR (Synthetic Aperture Radar) en banda X dotado con 384 antenas electrónicas miniaturizadas. Desde una altura de 514 kilómetros, esos 384 ojos electrónicos escanearán cada día más de 300.000 kilómetros cuadrados de cualquier parte de la Tierra y suministrarán una media de 180 imágenes cada 24 horas.

Paz es el primer hito del Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite (PNOTS), una iniciativa lanzada en 2007 por los ministerios de Defensa e Industria. Pero ¿para qué sirve un satélite radar? Propiedad de Hisdesat, una sociedad público-privada creada en 2001 bajo los auspicios del Ministerio de Defensa, su principal misión es proporcionar imágenes de alta resolución de la superficie terrestre al Centro de Inteligencia de las Fuerzas Armadas (CIFAS).

Con las imágenes extraídas del radar, los analistas de inteligencia podrán velar por la seguridad de los 2.700 militares españoles desplegados en 19 países de Europa. Asia, África y América. En definitiva, Paz es lo que coloquialmente se conoce como un satélite espía, por más que los directivos de Hisdesat digan sentirse ‘incómodos’ con tal apelativo.

La gran ventaja de un satélite radar como Paz radica en que no le afecta la baja visibilidad, la oscuridad ni tampoco la nubosidad o la lluvia. En cambio, los satélites espía que embarcan instrumentos en los espectros visible e infrarrojo, como los Helios II que España comparte con Francia, Bélgica, Italia y Grecia, no pueden identificar lo que ocurre en la superficie terrestre cuando la zona está cubierta por nubes o nieblas.

Paz, el primer satélite radar español

Al radar que retrata el canal de Panamá no le afecta la baja visibilidad, la oscuridad, las nubes o la lluvia. Airbus DS

Las interacciones eléctricas entre las microondas del SAR y el blanco iluminado también ofrecen información sobre los materiales de los objetos que se visualizan. Por ejemplo, Paz estará en condiciones de determinar la existencia de estructuras metálicas. Además, sus señales penetran unos centímetros en el suelo, lo que permite descubrir escondites subterráneos, enterramientos de vehículos o material de guerra y, por supuesto, la existencia de campos de minas.

Para la seguridad de las tropas españolas

Pero las plataformas radar también tienen sus inconvenientes. El principal es que las imágenes de alta resolución resultantes están desplazadas del lugar real en que se encuentran, lo que exige su reprocesamiento con avanzadas herramientas software y su comparación con imágenes ópticas del mismo lugar.

Con los datos recogidos y procesados, convertidos en imágenes y debidamente analizados, los analistas aportarán información para la seguridad de los más de 600 militares y guardias civiles españoles que, desplegados en el Líbano en la misión Unifil de la ONU, intentan evitar choques armados entre fuerzas de Israel y las milicias palestinas.

También podrán alertar a los cerca de 550 instructores que forman al nuevo Ejército de Irak de posibles acciones de las fuerzas del Daesh, impedir incursiones de los terroristas de Boco Haram contra los casi 200 militares que adiestran a las Fuerzas Armadas de la República Centroafricana, Somalia y Malí e incluso apoyar a los buques de la Armada en su lucha contra la piratería en el océano Indico.

El satélite ‘made in Spain’ también tendrá aplicaciones civiles. Una particularidad que ofrecen los sensores SAR es que mediante técnicas de interferometría es posible conocer las variaciones milimétricas que han tenido las grandes infraestructuras, como es el caso de puentes, presas o autopistas.

El satélite tiene forma de prisma hexagonal de 5 metros de largo por 2,4 metros de diámetro, su peso total al despegue es de 1.400 kilos y dispone de una antena desplegable para la descarga de datos. Su avanzado radar SAR ha sido desarrollado y fabricado por Airbus Defence & Space en España, en su factoría de Barajas (Madrid).

Con un ancho de banda de 300 MHz, funciona en una longitud de onda de 31 milímetros y una frecuencia de 9,6 GHz, por lo que sus imágenes tendrán una resolución del orden de 1 metro e incluso menos.

Junto con los satélites alemanes Terra SAR-X y Tan DEM-X, gemelos del satélite español, salvo en el radar SAR, Paz podrá cartografiar la Tierra en 3D.

¿Qué es un radar SAR?
Los radares utilizan las ondas electromagnéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos. Pero los radares SAR procesan la información que captan sus antenas mediante algoritmos, combinando los datos obtenidos en varios barridos para recrear un solo ‘barrido virtual’. Presentan tres características principales: funcionan basados en microondas, emiten haces móviles aunque sus antenas son fijas y escanean el terreno a gran velocidad y de forma oblicua. El resultado es que proporcionan datos que se transforman en imágenes 3D, con mayor profundidad que las imágenes ópticas.

Supervisar el tráfico marítimo a escala global
A bordo del satélite Paz también viaja un equipo para controlar el tráfico marítimo a escala mundial. Denominado AIS (acrónimo en inglés de Sistema Automático de Identificación), es un receptor que informa cada 60 minutos sobre la identidad de los barcos en el mar, su posición, tamaño, situación, ruta, velocidad, estado de la navegación, destino, carga, maniobras, calado, eslora, bandera y muchos otros detalles.

Una regulación de la Organización Marítima Internacional exige que las embarcaciones de más de 300 toneladas, las que superan los 15 metros de eslora y los buques de pasaje lleven a bordo una baliza de señales AIS.

Los equipos terrestres AIS ya controlan el tráfico marítimo hasta las 50 millas náuticas. Pero, emplazados en satélites en órbitas bajas polares y ecuatoriales, los receptores captan no solo los datos de los barcos que están cerca de la costa, sino también los del conjunto del tráfico marítimo internacional.

Cuatro antenas a bordo de Paz recibirán las señales AIS que emiten los barcos, que se reenviarán a los centros terrestres de control. En los casos de piratería, donde los asaltantes desconectan de manera inmediata la señal AIS, el radar SAR de Paz ‘iluminarᒠla zona para localizar el barco, informar a las autoridades e indicar los buques más próximos que pueden a acudir en su ayuda. Más de 250.000 barcos están dotados con este tipo de señal.

Paz, el primer satélite radar español

La integración de la señal AIS y del radar SAR permitirá detectar desde el espacio pateras y buques con inmigrantes ilegales.

Un experimento de radio-ocultación para predecir grandes tormentas
Las altas probabilidades de que el cambio climático aumente la intensidad y la frecuencia de fuertes lluvias y sus devastadoras consecuencias han llevado al Instituto de Ciencias del Espacio (ICE) de Barcelona, perteneciente al CSIC, a embarcar en el satélite Paz un experimento que intenta mejorar nuestro conocimiento de estos fenómenos.

Se trata de un proyecto de I+D+i denominado ROHP-PAZ (acrónimo en inglés de Radio-Ocultación y Precipitación Extrema) capitaneado por el citado ICE y con participación del prestigioso Jet Propulsion Laboratory de la NASA y la Administración Nacional Atmosférica y Oceánica (NOAA), el equivalente norteamericano a la Agencia Estatal de Meteorología de España.

El equipo investigador está formado por 12 norteamericanos, cinco españoles, dos alemanes, dos daneses y un británico, bajo la dirección de Estel Cardellach, investigadora principal de la iniciativa.

Midiendo gotas de agua

El objetivo del experimento es aportar datos clave para contribuir a predecir las lluvias y grandes tormentas que causan inundaciones. Ocurre que, a mayor intensidad de la lluvia, "las gotas tienen un diámetro mayor, a la vez que sufren un mayor aplanamiento –subraya la doctora Cardellach–, con lo que se rompe la simetría esférica y las dimensiones verticales y horizontales de las gotas ya no son iguales".

El innovador experimento ideado por Cardellach consiste en tomar las medidas en las polarizaciones vertical y horizontal mediante un equipo Igor+ –un avanzado receptor espacial de GPS– para obtener información "sobre precipitaciones intensas y los perfiles verticales de las variables termodinámicas atmosféricas a alta resolución".

Los datos recogidos se volcarán cada 95 minutos –el tiempo en que el satélite describe una órbita– sobre la estación de telemetría de la Noaa situada en Fairbanks (Alaska). Allí se procesarán en tiempo casi real y se distribuirán rápidamente a todos los Servicios Nacionales de Meteorología a través del Sistema Global de Telecomunicaciones de la Organización Mundial de Meteorología. Los datos en bruto también se enviarán al ICE de Barcelona, donde serán accesibles para la comunidad investigadora.

Si el experimento funciona, "las radio-ocultaciones polarimétricas se convertirán en la primera técnica capaz de ofrecer informaciones complementarias sobre grandes precipitaciones –asegura Cardellach–, lo que resulta de relevancia para estudiar las lluvias fuertes que actualmente son difíciles de predecir en cualquiera de los modelos con los que trabajan los meteorólogos".

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