Representación por ordenador del satélite Biomass en órbita
Biomass, la misión de la ESA con sello español que analiza los bosques: "Es como hacer un TAC a los árboles desde el espacio"
El radar que incorpora el satélite Biomass consigue crear modelados 3D de las masas forestales con el objetivo de calcular cuánto carbono pueden almacenar.
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La fotosíntesis que las plantas realizan al recibir la luz solar convierte a los bosques y las grandes masas vegetales en auténticos pulmones para la vida en el planeta Tierra. En España, estas extensiones forestales son elementales y están sumamente protegidas tanto desde la superficie como empleando medios aéreos. Sin embargo, dentro de muy poco, tendrá además un aliado en el espacio a través del satélite Biomass de la Agencia Espacial Europea.
El funcionamiento básico de la fotosíntesis pasa por la transformación de dióxido de carbono en oxígeno, que se libera a la atmósfera. Durante ese proceso, las plantas almacenan el carbono en sus células para continuar creciendo y, al mismo tiempo, ayuda a regular el clima terrestre. Este proceso tan importante para la vida no ha sido todavía correctamente modelado a gran escala y los científicos desconocen cuánto carbono son capaces de absorber los bosques.
Justo ahí es donde trabajará Biomass de la ESA. El satélite se lanzará desde el Centro Espacial de Kourou (Guayana Francesa) a eso de las 11:15 de este martes 29 de abril a bordo de un cohete Vega C. Un equipo de EL ESPAÑOL-Omicrono se ha desplazado hasta allí para vivir de primera mano todo el proceso de despegue de la misión, una de las más importantes de cuantas la ESA llevará a cabo en todo el año.
Modelo por ordenador del Biomass desplegado en órbita
La misión tiene como objetivo llenar el vacío científico en el conocimiento del ciclo de carbono, proporcionando datos precisos y detallados sobre la biomasa forestal —el peso seco de la materia leñosa del árbol— y la altura del bosque. Se estima que el 30% de la superficie de la Tierra está cubierta por estos bosques y absorben, aproximadamente, un tercio del dióxido de carbono liberado cada año por la quema de combustibles fósiles, actuando como sumideros naturales de este gas responsable del efecto invernadero y ralentizando el calentamiento global.
Biomass pertenece al programa de observación de la Tierra de la Agencia Espacial Europea y se integra dentro de la familia de satélites Earth Explorer, entre los que se encuentra el Earthcare que se lanzó hace casi un año. Con este conjunto de orbitadores, la ESA lleva a cabo misiones científicas muy avanzadas y enfocadas en tareas específicas con la finalidad de comprender mejor el planeta y sus mecanismos medioambientales.
Más de una década
Tras pasar una serie de filtros y descartes junto a otros programas de la familia Explorer, la ESA eligió a Biomass en el año 2012. "Ha tardado 13 años en hacerse realidad, que puede parecer mucho, pero no lo es tanto si tenemos en cuenta la complejidad del instrumento", ha señalado José Morales, director de vuelo de este satélite en la Agencia Espacial Europea, a EL ESPAÑOL-Omicrono.
Se trata de "una misión compleja", según el experto, tanto desde el punto de vista tecnológico de desarrollo del instrumento a bordo como de operación. "Nos llevará más tiempo de lo normal llevar a cabo el despliegue del satélite debido al radar en banda P, único en el mundo, que lleva incorporado y que tiene grandes dimensiones".
Modelo por ordenador del Biomass desplegado en órbita
Una vez se lance a bordo del Vega C y se desacople, el satélite entrará en fase de despliegue en órbita hasta el próximo 7 de mayo. A partir de entonces, entrará en un periodo de comissioning (palabra que se utiliza en la jerga para referirse a la puesta en marcha) de unos 6 meses en los que se irá calibrando el instrumento y el satélite realizará varios cambios de órbita e inclinación.
Hasta ahora, las mediciones de biomasa se han realizado empleado aviones que sobrevolaban las masas forestales empleando radares de banda L cuya "señal no consigue penetrar en los bosques muy frondosos", ha explicado Morales. Por lo tanto, las estimaciones sobre cuánto carbono puede almacenar la biosfera son poco fieles a la realidad y dificulta el trabajo de los científicos que estudian este campo.
El radar en banda P de Biomass tiene la capacidad de penetrar mejor en las masas forestales, incluidas las más frondosas, para "poder estimar de forma más precisa la cantidad de dióxido de carbono que se estaría cumulando en esos bosques, de forma que se pueda introducir este parámetro a los modelos de circulación de ese gas en el planeta".
Un TAC forestal
"El satélite hace primero una pasada apuntando el radar a los bosques y recibe un eco con el que consigue calcular la capa de superficie que ocupa de la masa vegetal", ha indicado Morales. "Siete días después, regresa a la zona en una órbita paralela a la que había pasado antes y vuelve a hacer la misma medición teniendo en cuenta la interferometría, calculando la distancia entre la primera y la segunda órbita".
Diferentes pasadas del satélite Biomass
Conociendo ese dato, la orientación y el ángulo —todos ellos se mantienen fijos durante toda la misión del satélite— puede extraerse la altura de la masa forestal para añadir una dimensión extra respecto a la primera pasada.
El trabajo de Biomass se completa justo 7 días después, 14 desde la primera pasada, cuando pasa por una órbita paralela a las otras dos anteriores. "Es aquí cuando entramos en el modelo topográfico" reconociendo el volumen total del bosque que se está estudiando y se calcula un modelo en 3 dimensiones.
"Si quieres hacer un símil médico, es como hacer una tomografía computarizada, un TAC, a los bosques". Con la primera pasada calcula la superficie, la segunda extrae la altura y la tercera consigue un modelado 3D completo. "Como si se pudiera cortar en lonchas".
Biomass a bordo del cohete Vega C dentro del pórtico de la plataforma de lanzamiento
Al igual que ocurre con todas las otras misiones científicas de la Agencia Espacial Europea, todos los datos recopilados por Biomass serán de acceso público para que los investigadores comiencen a trabajar con ellos. Se espera que los primeros realmente útiles para hacer ciencia se reciban antes de finalizar el año.
La órbita elegida para este satélite se situará en 666 kilómetros sobre la superficie terrestre, aunque dependerá de la fase de misión en la que se encuentre podrá cambiar para satisfacer las necesidades científicas.
Tal y como recogen desde la ESA, la órbita está diseñada para "permitir la repetición de adquisiciones interferométricas durante la misión y minimizar el impacto de las perturbaciones ionosféricas. Mide 10 metros de alto, 12 de ancho y 20 de largo incluyendo el reflector del radar, que tiene forma de un paraguas.
Pesa 1.170 kilogramos al despegue en los que se incluyen los 67 kilos correspondientes al combustible químico con los que el satélite se irá moviendo y manteniéndose en órbita heliosíncrona casi circular. El satélite tiene una vida útil estimada de 6 años y, una vez finalizada, entrará en una órbita segura que le hará reentrar en las siguientes dos décadas.
Sello español
Si bien el contratista principal del satélite ha sido Airbus en Reino Unido, varias compañías españolas han trabajado activamente y con papeles relevantes dentro del satélite Biomass. Sener ha desarrollado el subsistema de RAS que se encarga de amplificar las señales de radar recibidas, "asegurando una baja interferencia y una alta precisión en la captura de datos", aseguran desde la compañía.
"Este subsistema incluye múltiples componentes críticos, como filtros y amplificadores de bajo ruido, que han sido diseñados y probados rigurosamente para cumplir con los exigentes requisitos de la misión". Asimismo, la filial de Sener en Polonia ha sido la responsable de los dispositivos de ensamblaje de la estructura del satélite.
Satélite Biomass en la sala blanca
Otra de las compañías españolas participantes en la misión es GMV. Tal y como indican desde la compañía, participaron en el análisis de la misión durante la definición de requisitos y viabilidad, y ha sido responsable del diseño y desarrollo del sistema de control.
Se trata de un componente clave del segmento de terreno del satélite, que permite hacer un seguimiento continuo del estado de la plataforma una vez se encuentre en el espacio, así como el control de la misma y de la carga de pago embarcada. GMV "también ha desarrollado y mantiene el simulador operacional, herramienta clave para preparar las operaciones tanto en la fase de lanzamiento y órbita temprana como durante las operaciones rutinarias".
"Además, la compañía tiene un papel importante en la cadena de procesamiento de los datos recogidos por el instrumento radar a bordo, una tarea crucial para estimar la biomasa forestal y la cantidad de carbono almacenado en los bosques".
