El programa Copernicus de la Agencia Espacial Europea (ESA) se ha erigido como uno de los más prolíficos para los estudios científicos de todo el mundo. Con sus datos abiertos a la comunidad investigadora, permite medir el pulso del planeta en aspectos tan importantes como la temperatura.

Para continuar y mejorar con estas líneas y aplicaciones, la ESA adjudicó, en 2021, a Airbus en España el programa LSTM, compuesto por dos satélites. La compañía actúa como contratista principal del programa y ya ha comenzado la integración del primero de los dos ejemplares en sus instalaciones de Getafe.

Se trata del primer encargo para el programa Copernicus que recae en la industria española, un paso muy importante en el panorama internacional y en el que participan, además de Airbus, Thales Alenia Space, Sener, HV Sistemas, Deimos (ahora integrado en Indra), GMV y AVS.

"La ESA nos ha encargado el diseño, la integración y la entrega en órbita de los dos satélites para la observación de la Tierra en el infrarrojo", según ha explicado Oriol Álvarez, jefe del programa LSTM en Airbus Defence and Space.

El "coste total del programa se acerca a los 400 millones de euros y está repartido en 10 años, contando desde que comenzamos a trabajar en el programa", explicó Álvarez. "Ahora mismo estamos en el ecuador de la misión".

Airbus pasó, a finales del pasado año, la revisión de diseño crítica y ya están inmersos en el montaje. "Ya tenemos todos los equipos diseñados y fabricados y ahora hay que ir montándolos en la sala limpia".

El periodo de integración dura, aproximadamente, un año. Según ha indicado Oriol Álvarez, una vez finalizado el primero, pasará a esta fase el segundo satélite. Una vez finalizada esta fase en ambos, "pasaremos a integrar la cámara que toma las imágenes en el espectro infrarrojo".

Si todo va según lo previsto, desde Airbus Defence and Space en España pretenden que ambos satélites se encuentren en órbita "a finales de esta década".

Satélite español

La plataforma elegida para el satélite es la AstroBus desarrollada por la propia Airbus. "Lleva ya bastantes años en vuelo y hemos hecho algunas actualizaciones para adaptarla a las prestaciones de LSTM", ha explicado Oriol Álvarez.

Por otro lado, la carga de pago está diseñada por Airbus en Toulouse. Se trata de un telescopio que "ocupa internamente la mitad del satélite en cuanto a tamaño" y que, a su vez, está formado por varios sensores.

El sensor más importante es el del infrarrojo térmico. "Este instrumento captura el calor de forma remota", afirma. Se trata de una banda del espectro electromagnético que es invisible al ojo humano y, por ejemplo, es el que se muestra en las gafas de visión nocturna.

Lo novedoso que incorpora esta misión es que "es la primera vez que se diseña y fabrica un instrumento de infrarrojo térmico de alta resolución, tanto temporal como espacial", señala el experto.

En concreto, se trata de una resolución entre 30 y 50 metros desde una órbita de 650 kilómetros de altura para la toma de la temperatura de la superficie terrestre.

Para ponerlo en contexto, el grupo de satélites Sentinel-3, otro de los programas que alimentan a Copernicus, tiene una resolución de un kilómetro. Es una mejora de factor 20 en cada una de las dimensiones. "Es decir, tenemos 400 veces más puntos por la misma superficie".

Además de la resolución espacial, también está la temporal. "Es uno de los requisitos del programa LSTM, por lo que tenemos que tener imágenes diarias o casi diarias de toda la superficie terrestre". Lo que significa que el volumen de datos de alta resolución será muy grande.

En total, ambos satélites cuentan con 11 sensores, cada uno de ellos centrados en una franja del espectro electromagnético.

"Tenemos cinco sensores en diferentes longitudes de onda del infrarrojo térmico que se complementan con tres sensores en el infrarrojo cercano y otros tres sensores en el espectro visible: verde, azul y rojo. Cada uno de los sensores aporta una información adicional única para la misión".

Aplicaciones

"El programa Copernicus nació para proveer a Europa y al ciudadano europeo de imágenes de observación de la Tierra de calidad y confianza", apunta Oriol Álvarez. Para ello, se plantearon varias constelaciones satelitales bajo el nombre de Sentinel —desde Sentinel-1 al Sentinel-6— que ya están en servicio.

Sin embargo, en 2020 se decidió ampliar el programa con satélites extra a través de Copernicus Expansion. Estos nuevos integrantes tienen que "dar unas imágenes o servicios adicionales a lo que ya estaban dando los Sentinel".

Los satélites de la misión LSTM (Monitorización de la Temperatura de la Superficie Terrestre, por sus iniciales en inglés) estarán esencialmente orientados a la "seguridad alimentaria y el uso del agua".

Gracias a los datos recogidos por el instrumento de a bordo, se podrá derivar un parámetro denominado evapotranspiración, algo esencial para la agricultura. "Nos dice la cantidad de agua que se pierde en las plantas, es decir, el restante que no utilizan para crecer".

"Es importante porque estamos viendo que la cantidad de recursos hídricos va disminuyendo y que, al mismo tiempo, cada vez hay más demanda de los campos de cultivo para dar servicio a una población mundial que se incrementa".

Con la misión LSTM se pretende "hacer un uso más eficiente del agua en la agricultura, un uso más sostenible". De manera que "cada gota que usemos para regar los campos vaya a hacer crecer los cultivos".

Con la información que se extraerá se puede saber el mejor momento del día para regar, gastando la menor cantidad de agua y sin perjudicar el crecimiento de la planta.

"Está comprobado que, haciendo observaciones en el infrarrojo térmico, se puede identificar el estrés hídrico en las plantas por falta de agua", apunta. "Incluso días antes de que se produzca un daño en el cultivo".

Esa es la aplicación más directa empleando el sensor principal, pero el hecho de contar con otras bandas también reporta algunas características muy interesantes. "Por ejemplo, pueden darnos información del suelo, específicamente la cantidad de nutrientes que hay en un campo agrícola y si es necesario echar fertilizante o no".

También se pueden emplear para la detección de altas temperaturas como pueden ser la de los incendios forestales que, cada verano, se desatan en España. O identificar las zonas calientes dentro de las ciudades para mejorar la gestión urbana.