Inaugurado el Centro Experto de Barcelona de la misión SMOS

Miguel Mas-Hesse
CAB/CSIC

Estaba invitado a la inauguración el pasado miércoles 25 de julio del «Centro Experto de Barcelona (BEC)» de la misión SMOS, aunque finalmente no pude asistir. En mi etapa de Gestor del Programa Nacional del Espacio del Ministerio de Educación y Ciencia me tocó organizar y gestionar la financiación de la contribución de los científicos españoles a esta misión, por lo que para mí supone una gran satisfacción ver que el proyecto va cumpliendo sus objetivos y que el BEC ha sido ya inaugurado, cuando aún faltan unos meses para el lanzamiento.

SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) es una misión del Programa de Observación de la Tierra de la Agencia Espacial Europea (ESA). Tiene un coste total de aproximadamente 200 Meuro, de los que España contribuye con cerca de 70 Meuro, un 35%. Esta elevada participación (nuestra contribución a proyectos ESA es en promedio de sólo un 6%) es fruto del último Plan Nacional de I+D+i, uno de cuyos objetivos era potenciar las actividades en España relacionadas con la teledetección y la observación de la Tierra mediante satélites, hasta situarlas a un nivel equivalente al que se había conseguido ya en otros campos, especialmente la Astrofísica. Hay que destacar en este sentido que la contribución española, además de ser elevada, se centra en los elementos tecnológicamente más relevantes de la misión: el instrumento principal MIRAS, que está siendo fabricado por un consorcio industrial liderado por EADS-CASA, y el desarrollo de los algoritmos y del sistema de procesado de los datos.

Figura 1: Representación artística de SMOS en órbita (ESA).

Los objetivos de SMOS son sencillos sobre el papel: medir la salinidad del mar y la humedad de la superficie terrestre. Sin embargo, conseguirlo mediante técnicas de teledetección es extremadamente complejo, y SMOS será la primera misión que va a realizarlo. Para conseguirlo SMOS va dotado del instrumento MIRAS (Microwave Imaging Radiometer using Aperture Synthesis), un radiómetro interferómetrico.

Figura 2: El instrumento MIRAS (ESA).

El principio de funcionamiento, muy resumido, es el siguiente: tanto la concentración de sal en el mar como la cantidad de humedad en el terreno afectan la conductividad eléctrica de su superficie, y por lo tanto su emisividad en el rango de las microondas. El radiómetro MIRAS analizará la radiación reflejada por la superficie del mar y del suelo. Mediante técnicas interferómetricas y su sistema de apertura sintética compuesto por 69 receptores individuales instalados en 3 brazos de forma de Y, MIRAS podrá obtener de las condiciones físicas del suelo con una resolución de 35 km. El principio de funcionamiento se describe en más detalle en este enlace.

Figura 3: Despliegue de los brazos de MIRAS en órbita (ESA).

Figura 4: Esquema de funcionamiento de la misión (ESA).

Dentro de la complejidad técnica, obtener los mapas radiométricos es sólo uno de los retos de la misión, y está siendo resuelto por la industria española. El otro reto, fundamental, es determinar la salinidad del mar y la humedad del suelo a partir de los datos radiométricos. Aquí está jugando un papel esencial un consorcio de científicos españoles liderados por el Prof. Jordi Font, del Instituto de Ciencias de Mar de Barcelona (CSIC). Su trabajo consiste en desarrollar los algoritmos que permitan calibrar los datos radiométricos de manera que se puedan obtener los valores de salinidad. Para ello han tenido que realizar diversas campañas midiendo in situ en el Mediterráneo la salinidad de la superficie mediante boyas, a la vez que obtenían información radiométrica mediante aviones. Recuerdo la sorpresa de las comisiones de evaluación del Programa Nacional de Espacio cuando recibíamos las peticiones de fondos para comprar boyas y alquilar barcos para las campañas en el Mediterráneo. El desarrollo y calibración de estos algoritmos será la actividad fundamental del «Centro Experto de Barcelona» a lo largo de la misión, así como la distribución de los datos y su estudio en detalle. Uno de los problemas más complicados de resolver es parametrizar el efecto de las olas en las medidas radiométricas, y evitar que enmascaren los gradientes de salinidad.

Figura 5: Instalación de boyas durante las campañas de calibración en el Mediterráneo (ICM-UPC).

Hasta ahora, las variaciones de salinidad sólo se podían obtener mediante medidas in situ, necesariamente restringidas a pequeñas áreas y sin continuidad. SMOS permitirá por primera vez monitorizar la salinidad de los océanos y la humedad de los suelos a escala mundial, ayudándonos a comprender mejor la evolución del clima y a predecir los efectos de su cambio en los próximos años.

Figura 6: Esquema de corrientes marinas y salinidad a nivel global. Zonas de mayor salinidad se representan en rojo (ESA).

SMOS será lanzado en los próximos meses, y orbitará la Tierra cada 90 minutos en una órbita polar a 763 km de altura y 98 grados de inclinación. Podrá obtener datos de una misma región cada 3 días (o menos, dependiendo de la latitud), durante un mínimo de 3 años que pueden ser prorrogados hasta 5.