El satélite FODA internacional para estudiar el agua del mundo

¿Cuánta agua fluye hacia los lagos, ríos y océanos de la Tierra? ¿Cómo cambia este número con el tiempo? La próxima misión FODA planea averiguarlo. Este satélite, del tamaño de un todoterreno, con fecha de lanzamiento a finales de 2022, tiene como objetivo medir la altura del agua de la Tierra. FODA ayudará a los investigadores a comprender y rastrear el tamaño y la ubicación del agua, un recurso finito, en todo el mundo, convirtiéndolo en el primer estudio verdaderamente global de la NASA de las aguas superficiales del planeta.

Los datos ayudarán a monitorear los cambios en las llanuras aluviales y los humedales, medir la cantidad de agua dulce que fluye dentro y fuera de los lagos y ríos de la Tierra y regresar al océano, y rastrear los cambios regionales en el nivel del mar a escalas nunca antes vistas. Proporcionará información sobre las corrientes oceánicas a pequeña escala que respaldará las operaciones marinas en tiempo real afectadas por las mareas, las corrientes, las marejadas ciclónicas, el transporte de sedimentos y los problemas de calidad del agua. La información recopilada por FODA también proporcionará, por primera vez, una guía de monitoreo global sobre cómo las corrientes circulantes, llamadas remolinos, contribuyen a los cambios en el océano, como el almacenamiento de energía y calor, así como cómo el carbono se mueve a través del medio marino. .

Pero antes de que la misión pueda hacer todo eso, los ingenieros y técnicos deben terminar de construir la nave espacial. La carga que llevarán las herramientas científicas de este coloso Satélites Toma forma en una sala limpia en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, donde se están realizando pruebas rigurosas. Luego, a fines de junio, viaja a Francia, donde ingenieros y técnicos de la agencia espacial francesa Centre National d’Etudes Spatial (CNES), su contratista principal Thales Alenia Space, y JPL completarán la construcción y equipamiento del satélite para su envío a el sitio de lanzamiento en California en Vandenberg Air Force Base.

Parag Vaze, director de proyectos de JPL (pronunciado vah-zay), es clave para garantizar que la entrega a su homólogo del CNES, Thierry Lavon, se desarrolle sin problemas. Vaze es ingeniero con formación en misiones de satélites terrestres durante 25 años en el Laboratorio de Propulsión a Chorro. Ha sido el director de proyectos de varias misiones que miden el nivel del mar, incluidas Jason-2, Jason-3 y el satélite Sentinel-6 Michael Freilich, que se lanzó a la órbita terrestre baja en noviembre pasado mientras FODA estaba en proceso de ensamblaje en el JPL.

FODA es un gran satélite con grandes ambiciones y un horario exigente. Vaze se sentó para responder preguntas sobre el importante trabajo que tiene por delante.

¿Qué es lo que más te interesa del FODA?

Creo que el aspecto de agua dulce de la misión me interesa más. La oceanología es fundamental para comprender lo que está sucediendo con la Tierra a mediano y largo plazo con el cambio climático y el aumento del nivel del mar. Pero soy originario de la India y personalmente he visto las dificultades para conseguir agua fresca y limpia para las personas. Creo en mi corazón que este será el desafío del próximo siglo, incluso más que encontrar alternativas al petróleo y la energía.

¿Cómo ayudará FODA a superar este desafío?

Primero, requiere una comprensión del problema de la información. Hay millones de lagos y ríos en la Tierra que son buenas fuentes de agua dulce, pero no tenemos ninguna información real consistente sobre ellos. La mayor parte de la información que tiene la gente proviene de herramientas terrestres en áreas pobladas.

La capacidad de medir esos lagos y ríos no solo en áreas pobladas estáticamente, sino también en otras áreas que no se miden en absoluto ayudará en la ciencia. También puede ayudar a encontrar fuentes adicionales de agua dulce. FODA recopilará información sobre masas de agua en todo el mundo, y esta información estará disponible gratuitamente para todos los que la necesiten.

FODA proporcionará datos de increíble alta resolución sobre las aguas superficiales del planeta. ¿Qué herramientas utilizará para hacer esto?

Tenemos el instrumento principal, el interferómetro de radar de banda ka [KaRIn], Que es nuevo. Salta los pulsos de radar de la superficie del agua y recibe señales de retorno con dos antenas diferentes al mismo tiempo. Esto nos permite triplicar la altura de la superficie del agua. Este es un radar de alta resolución que podrá «ver» ríos y otros pequeños cuerpos de agua en la superficie de la Tierra. Las antenas sobresalen unos 16 pies. [5 meters] A ambos lados del satélite, podremos cubrir unas 30 millas. [50 kilometers] Desde la superficie de la Tierra hacia la derecha y 30 millas [50 kilometers] A la izquierda de la nave espacial.

También hay un altímetro que mira hacia abajo y mide la altura de la superficie del océano. Esta herramienta es similar a los altímetros que tenemos en satélites como Jason-3 y Sentinel-6 Michael Freilich. Tenemos esta herramienta más tradicional a bordo para permitir la validación cruzada con los datos de KaRIn.

También tenemos un radiómetro. El vapor de agua en la atmósfera afecta la propagación de pulsos de radar desde el altímetro o KaRIn, lo que puede alterar las mediciones de elevación de la superficie. El radiómetro nos permite corregir esto midiendo cuantitativamente Agua Vapor entre la nave espacial y la superficie de la Tierra.

Luego, tenemos algunas herramientas precisas de posicionamiento orbital, incluido el Sistema de posicionamiento global, que nos dicen dónde ubicar un satélite en el espacio. Estas son las herramientas de la ciencia.

Parece que generará mucha información. ¿De cuántos datos estamos hablando y cómo manejará FODA todo eso?

Intentamos tomar datos las 24 horas del día, los siete días de la semana. Entonces, en general, planeamos conectar aproximadamente terabytes de datos todos los días. Necesitábamos hacer algunas adiciones a la carga útil para manejar toda esta información. Estamos haciendo procesamiento a bordo, no solo compresión sino procesamiento físico de Oceano Datos: para ayudar a administrar la gran cantidad de datos que nos envía el satélite. También contamos con un exclusivo sistema de enlace descendente de banda X que puede transmitir más de 620 Mbps.

¿Cuánto trabajo se necesita para construir una nave espacial como esta?

FODA comenzó a convertirse en una realidad alrededor de 2010 y desde entonces ha crecido hasta contar con cientos de ingenieros y científicos que trabajan en los EE. UU. Y Europa, algunos de los cuales han invertido una gran parte de sus carreras en este proyecto. Los equipos tuvieron que trabajar a través de muchos desafíos de desarrollo de vanguardia, no solo en el satélite, sino también en sistemas y algoritmos terrestres.

Muchas de las asignaciones en las que trabajé se llevaron a cabo con socios internacionales. Este centro incluye el CNES, así como la Agencia Espacial Canadiense y la Agencia Espacial Británica. ¿Por qué este tipo de colaboración fue una gran parte de su negocio?

Planear, ejecutar y financiar este tipo de tareas es un esfuerzo realmente grande y requiere compromiso y confianza. Logramos esto porque podemos compartir la carga y los riesgos. Y pudimos hacer esto porque la necesidad de los tipos de información que recopilan estos satélites se ha expresado en todo el mundo. Los problemas que ayudarán a abordar son problemas globales, y no solo aquellos que solo ocurren en lugares como América del Norte, Europa o África.

¿Qué tal la tarea que te mantiene despierto por la noche?

Todo y nada. Cada día viene con muchos y variados desafíos, de los cuales no espero mucho, incluso con años de experiencia. Pero puedo dormir porque sé que tenemos personas muy talentosas y dedicadas que trabajan juntas para superar lo que sea que enfrentemos.