Las tripulaciones se dirigen río abajo y mar adentro para preparar un nuevo satélite acuático FODA

Los cuerpos de agua dulce como este río trenzado en Nueva Zelanda se encuentran entre los que los investigadores midieron con sensores de nivel de agua y GPS durante los esfuerzos de validación del satélite internacional SWOT, que se lanzó en diciembre.

Se necesita mucho trabajo para garantizar que una nave espacial como el satélite de topografía de aguas superficiales y océanos proporcione datos precisos.

A mediados de junio, un equipo de investigadores de agua dulce pasó las noches navegando por el río Yukon en Alaska, en un área que se extiende a ambos lados del Círculo Polar Ártico. Los hidrólogos utilizaban una unidad GPS instalada en su barco para medir la pendiente del río al mismo tiempo que el satélite Surface Water and Ocean Topography (SWOT) pasaba por encima, recogiendo sus propios datos sobre la vía fluvial. El encuentro de medianoche fue parte de un esfuerzo mayor de los científicos oceánicos y de agua dulce para validar las mediciones de la nave espacial recientemente lanzada, que comienza sus operaciones científicas el martes 25 de julio.

Una colaboración entre la NASA y la agencia espacial francesa, CNES (Centre National d'Études Spatiales), SWOT mide la altura de casi toda el agua en la superficie de la Tierra y proporcionará una de las vistas más detalladas y completas hasta ahora del océano y el agua dulce del planeta. agua. La misión abordará algunas de las cuestiones más apremiantes del cambio climático de nuestro tiempo, ofreciendo información sobre áreas que incluyen cómo un mundo en calentamiento está acelerando el ciclo del agua de la Tierra, lo que lleva a patrones de precipitación más volátiles. FODA también ayudará a los investigadores a comprender mejor cómo el cambio climático afecta el almacenamiento de agua en lagos, ríos y embalses, y cómo las comunidades pueden gestionar mejor los recursos hídricos y prepararse para inundaciones y otros desastres.

Un barco que transporta algunos de los amarres oceánicos para los esfuerzos de calibración y validación FODA se hace a la mar desde el área de Seattle en febrero.

Los investigadores instalan sensores en un río de Nueva Zelanda en abril como parte de las actividades de validación y calibración del satélite internacional FODA.

Pero primero, la misión necesitaba garantizar la exactitud de sus datos. "Si quiero controlar mi peso, no querría comprar una báscula con una incertidumbre de 20 libras; eso no sería útil", dijo Jinbo Wang, líder de la campaña de campo de oceanografía FODA en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el Sur. California.

Poco después del lanzamiento de la nave espacial en diciembre de 2022, los equipos de ciencia e ingeniería comenzaron lo que se conoce como calibración y validación. La calibración implicó garantizar que el software y el hardware de SWOT, incluido su principal instrumento científico, el interferómetro de radar de banda Ka (KaRIn) y su antena, funcionaran según lo diseñado.

"Hay cosas que podemos modelar en la computadora sobre cómo se comportará la nave espacial en el espacio antes de lanzarla", dijo Curtis Chen, líder de validación y calibración de EE. UU. para FODA del JPL. "Pero hay cosas que no podemos predecir sobre el comportamiento del FODA hasta que esté en el espacio, por lo que ajustamos las cosas según sea necesario una vez que el satélite está en órbita".

"Debido a la novedad de las mediciones de FODA, mantuvimos el satélite en una órbita dedicada de calibración y validación durante seis meses antes de trasladarlo a su órbita científica operativa", dijo Nadya Vinogradova Shiffer, científica del programa FODA y gerente en la sede de la NASA en Washington. . "Esta oportunidad movilizó a la comunidad global de científicos del agua para dirigirse al mar, la tierra y el aire en campañas desde Australia hasta Alaska, ayudando a la NASA y al CNES a validar las nuevas mediciones de FODA".

Durante la fase de validación del FODA, decenas de equipos de investigación salieron al campo para medir los niveles de agua y la pendiente de los ríos. Para el océano, los equipos observaron la altura de la superficie del mar.

"Hemos estado instalando instrumentos llamados registradores de nivel de agua que miden cómo los niveles de agua suben y bajan", dijo Tamlin Pavelsky, líder científico de agua dulce de la NASA para FODA en la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill. Pavelsky dirigió equipos que fueron al río Waimakariri de Nueva Zelanda y al río Yukon en Alaska.

El satélite FODA se encuentra en una sala limpia de una instalación de Thales Alenia Space cerca de Cannes, Francia, con uno de sus dos paneles solares desplegados durante las pruebas en enero de 2022.

Además, los equipos tomaron muestras de cuerpos de agua dulce en Connecticut, Canadá y Francia, entre otros lugares. Querían estudiar los tipos de lagos y ríos que esperan que mida FODA, y tomar muestras de cuerpos de agua dulce en áreas que se cruzan con la órbita del satélite para comparar mediciones desde la tierra y el espacio.

Los datos de calibración y validación de ríos y lagos obtenidos mediante FODA parecían buenos. "Esperábamos poder medir ríos de más de 100 metros de ancho, pero hay casos en los que podemos ver cosas tan estrechas como de 50 metros y, a veces, tan estrechas como de 20 metros", dijo Pavelsky.

Las mediciones FODA del nivel del mar también fueron prometedoras en comparación con los datos de muestreo del océano. "Mi temor antes del lanzamiento era que íbamos a recibir muchas sorpresas en los datos porque el FODA no se parece a nada que hayamos hecho antes", dijo Chen. Pero ese no ha sido el caso.

Los investigadores utilizaron dos métodos para medir el nivel del mar: sensores instalados en el aire y en barcos. Utilizando un instrumento lidar montado en un avión, el equipo recopiló información sobre el nivel del mar de una manera similar a como toma medidas FODA. Esto proporcionó la comparación más directa entre los datos de campo y los del satélite.

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El equipo también recopiló datos de temperatura y salinidad que pueden revelar características del océano, como olas y corrientes internas, que impulsan los cambios en el nivel del mar. Desplegaron sensores de temperatura y salinidad en 11 amarres a aproximadamente 300 kilómetros (200 millas) de la costa central de California. Y utilizaron 11 robots submarinos autónomos, algunos de los cuales también estaban recopilando datos para un proyecto separado de la NASA llamado Experimento de Dinámica Oceánica Submesoescala.

Estos esfuerzos son clave porque a medida que los métodos de análisis mejoren y los investigadores encuentren nuevas preguntas para responder utilizando datos FODA, las mediciones ayudarán a medir su precisión. "Son nuestros datos de referencia", dijo Pavelsky. "Será importante en los próximos años".

FODA fue desarrollado conjuntamente por la NASA y el CNES, con contribuciones de la Agencia Espacial Canadiense (CSA) y la Agencia Espacial del Reino Unido. JPL, gestionado por Caltech en Pasadena, California, para la NASA, lidera el componente estadounidense del proyecto. Para la carga útil del sistema de vuelo, la NASA proporcionó el instrumento KaRIn, un receptor científico GPS, un retrorreflector láser, un radiómetro de microondas de dos haces y operaciones de instrumentos de la NASA. El CNES proporcionó el sistema Doppler de Orbitografía y Radioposición Integradas por Satélite (DORIS), el altímetro Poseidón de doble frecuencia (desarrollado por Thales Alenia Space), el subsistema de radiofrecuencia KaRIn (junto con Thales Alenia Space y con el apoyo de la Agencia Espacial del Reino Unido), la plataforma satelital y las operaciones terrestres. CSA proporcionó el conjunto del transmisor de alta potencia KaRIn. La NASA proporcionó el vehículo de lanzamiento y el Programa de Servicios de Lanzamiento de la agencia, con sede en el Centro Espacial Kennedy, gestionó los servicios de lanzamiento asociados.

Para obtener más información sobre FODA, visite:

https://swot.jpl.nasa.gov/

Jane J. Lee / Andrew Wang

Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California.

818-354-0307 / 626-379-6874

[email protected] / [email protected]

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