TRABAJO DE SENSORES REMOTOS

“PROGRAMA SAC-D”

PRESENTADO A:CARLOS GERMAN RAMIREZ RAMOS

PRESENTADO POR:JAIME GUILLERMO FLOREZ VANEGAS

9622520

UNIVERSIDAD DISTRITALFRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD DE INGENIERIAINGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA

SENSORES REMOTOS2012-2

CONTENIDO

I. CAPTURA DE DATOS

1. COMPONENTES

1.1 Fuentes de Energía

1.2 Cubierta

1.3 Sensor

1.4 Recepción

1.5 Interprete

1.6 Usuario

2. ANTECEDENTES

3. ESTRUCTURA BÁSICA DEL SISTEMA

4. RESOLUCIÓN

5. CARACTERÍSTICAS ORBITALES

II. ADQUISICION DE DATOS

6. PLATAFORMA

7. PROGRAMAS

8. CUBRIMIENTO

9. SISTEMA DE REFERENCIA

10. FORMATOS

11. PROGRAMACION TOMA DE IMAGENES

12. COMERCIALIZACION

13. COSTOS

III. INTERPRETACION DE LOS DATOS

14. LITERATURA DE LAS IMAGENES

15. NIVELES DE PROCESAMIENTO

16. PROYECTOS- APLICACIONES

17. PRODUCTOS

18. ESCALAS DE TRABAJO

IV. APLICACIONES

19. ESTUDIO DE CASO

ANEXOS

BIBLIOGRAFÍA

I. CAPTURA DE DATOS

1. COMPONENTES

1.1 Fuentes de Energía

La luz natural (espectro electromagnético) emitida por el sol y algunos de sus sensores están basados en tecnología de antena de fase activa que amplifica la señal recibida, lo que quiere decir que no necesita de luz natural proveniente del sol. La radiación que registra un sensor de microondas procede conjuntamente de la emisión de la atmosfera, la reflexión de la superficie, la emisión de la superficie y la energía transmitida desde el subsuelo.

1.2 Cubierta

El SAC-D es un satélite dedicado a proporcionar imágenes la superficie océanos, la atmosfera, de la tierra, de la influencia de micropartículas y la radiación solar.

1.3 Sensores1

A.) Aquarius: Instrumento integrado por un radiómetro y un escaterómetro que funciona en Banda L (1.41 GHz y 1.26 GHz respectivamente) para medir la salinidad y consta de 3 haces para “iluminación” de la pisada en tierra. - Los radiómetros miden la temperatura de brillo superficial que está relacionada con la emisividad electromagnética de la superficie y la temperatura del océano. La emisividad superficial es una función de la constante dieléctrica del océano y está relacionada con la salinidad y temperatura.- El escaterómetro (radar) medirá la retrodispersión electromagnética de la superficie que es necesaria para aportar una corrección crítica a la medición de salinidad relativa a la rugosidad superficial. - Mediciones auxiliares de temperatura y correcciones de parámetros geofísicos serán obtenidos a través de otros sistemas y modelos para calibrar las mediciones del instrumento.B.) Radiómetro de Micro-Ondas (MWR): Es un sensor pasivo que trabaja en el rango de 23.8 a 36.5 MHz (Banda Ka), no afectado por la situación atmosférica ni por condiciones de iluminación, provisto por CONAE. C.) Cámara Infrarroja de Nueva Tecnología (NIRST): Es un explorador de Barrido Multiespectral, sensor pasivo, que permite ampliar la banda del espectro visible detectada a longitudes de onda mayores que pueden abarcar de 0.4 a 12.6 μm, incluyendo SWIR, IRM e IRT, provisto por CONAE. D.) Cámara de Alta Sensibilidad (HSC): Sensor pasivo, opera entre 490-610 nm, provista por INVAP. E.) Sistema de Recolección y Transmisión de Datos Meteorológicos/Ambientales (DCS): Para recibir datos meteorológicos y ambientales generados por sistemas de mediciones en tierra para la posterior retransmisión a la Estación Terrena de Córdoba y a los usuarios vía internet. Provisto por CONAE.F.) Paquete de Demostración tecnológica (TDP): Mejorar futuras misiones y además para determinar la posición del satélite y su velocidad, validando en órbita el funcionamiento de un sensor de posición (GPS) y Velocidad angular del satélite (giroscopio); provisto por CONAE.G.) Sonda Atmosférica de Radio Ocultación (ROSA): Radio Occultation Sounder for Atmosphere (ROSA) provista por la Agencia Espacial Italiana (ASI).

1http://www.cari.org.ar/recursos/cronicas/aquarius17-08-11.html

H.) CARMEN-1: Provisto por el Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) Agencia Espacial Francesa, compuesto por dos detectores de efectos de la radiación cósmica en componentes electrónicos y distribución de micrometeoritos y desechos espaciales.

Imagen tomada de la página del Concejo Argentino para las Relaciones Internacionales

1.4 Recepción

La recepción se hace por parte de el segmento terreno INVAP que ha integrado para la CONAE dos Sistemas de Sensado Remoto para la recepción de información satelital, incluyendo telemetría, seguimiento y control (TT&C) así como la ingeniería e integración del Centro de Control de Misión en forma conjunta con dicha agencia. Además, durante varios años INVAP fue responsable de la operación y mantenimiento de la Estación Terrena y el Centro de Control de Misión y Sensado Remoto de Satélites Comerciales en Córdoba, Argentina2. Sistemas de Antena de Sensado Remoto Satelital:En esta área INVAP es capaz de realizar las siguientes tareas de censado remoto de satélites científicos y comerciales:- Ingeniería.- Equipamiento de instalación e integración.- Servicios de automatización y operación.Es de tener en cuenta que la alianza entre los países como Canadá, Francia, Argentina, Estados Unidos de América, Brasil e Italia, que permiten la utilización de sus centros de recepción, transmisión y retransmisión, así como las redes de satélites de comunicaciones.

2 http://www.invap.com.ar/es/productos-y-servicios/segmento-terreno.html

1.5 Intérprete

El comando, control, monitoreo y recolección de los datos científicos que produzca la misión SAC-D/Aquarius se realizara en las facilidades del Centro Espacial Teófilo Tabanera de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE): La estación Terrena Córdoba y el Centro de Control de Misión (en la Falda del Carmen, Provincia de Córdoba); dicha información espacial será compartida con la Red de Estaciones Terrenas de la National Aeronautics And Space Administrations (NASA) y en los países aliados para esta misión.

1.6 Usuario

Cualquier persona capaz de adquirir, procesar y tomar decisiones a partir de la información capturada, adquiriendo las imágenes proporcionadas por de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) y de la Red de Estaciones Terrenas de la National Aeronautics And Space Administrations (NASA).

2. ANTECEDENTES 3

La concreción del proyecto SAC-D/Aquarius, misión internacional llevada adelante conjuntamente por la CONAE y la NASA con la participación de Brasil, Canadá, Francia e Italia, pone de manifiesto la competitividad internacional lograda y constituye un hito en la trayectoria aeroespacial de INVAP. Según Eric Ianson, Ejecutivo del Programa Aquarius de la NASA, esta misión es “la más compleja y desafiante jamás intentada a través de una asociación entre (las agencias espaciales de) Estados Unidos y Argentina”. La NASA provee el Aquarius -el instrumento principal- y el vehículo de lanzamiento (Delta II) mientras que la CONAE facilita la Plataforma Satelital SAC-D -desarrollada y construida por INVAP- y la operación de la misión desde la Estación Terrena de Falda del Carmen, Argentina. Otros 7 instrumentos científicos a bordo completan el Observatorio, 5 de los cuales fueron desarrollados en el país. Es la tercera oportunidad en la historia de la NASA que un proyecto de esta envergadura –una inversión de NASA de 287 millones de dólares estadounidenses- vuela en una plataforma satelital construida fuera de los EEUU. INVAP invirtió en el proyecto más de 650.000 horas de ingeniería de profesionales y técnicos en el diseño, fabricación y ensayos del satélite.

3. ESTRUTURA BÁSICA

3 Dossier del Lanzamiento, Mision Satelital SAC-D/aquarius, 9 de Junio de 2011

4. RESOLUCIÓN

Resolución de los Instrumentos a bordo de la misión SAC-D/Aquarius:4

A.) Aquarius: Tres haces: 76*94 Km, 84*120 Km, 96*156 Km.(Radiométrica)B.) Radiómetro de Micro-Ondas (MWR): 16 haces por frecuencia menor que 54 Km c/u.(Radiométrica)C.) Cámara Infrarroja de Nueva Tecnología (NIRST): Resolución espacial de 350 m, en temperatura de 0.5 ⁰K y mínima área incendiada detectable de 200 m2.D.) Cámara de Alta Sensibilidad (HSC): 200 a 300 metros. (Espacial)E.) Sistema de Recolección y Transmisión de Datos Meteorológicos/Ambientales (DCS): 2 contactos por día con 200 plataformas. (Temporal)F.) Paquete de Demostración tecnológica (TDP): Posición 20 metros; Velocidad: 1m/seg, 0,2 m*seg; Velocidad Angular Inercial 0,008 grados/sqrt h.G.) Sonda Atmosférica de Radio Ocultación (ROSA): Horizontal: 300 Km; Vertical: 300 m.I.) CARMEN-1: Provisto por el Centre National d'Etudes Spatiales (CNES): I: 256 canales espectrales ; Sensibilidad: 0.5 μ part a 10 Km/seg.

4 http://www.cari.org.ar/recursos/cronicas/aquarius17-08-11.html

Imagen tomada de la página del Consejo Argentino para las relaciones Internacionales

5. CARACTERÍSTICAS ORBITALES5

Las características orbitales del sistema SAC-D son las siguientes: La altura máxima entre el satélite y la tierra en ecuador es de 657Km con una variación de altitud de +/- 2Km, con orbita circular y deriva (error) +/- 20 Km. De acuerdo a su altura se puede clasificar como tipo de órbita LEO (órbita baja), ya que el valor de la altitud está en el rango de 0km y 2.000 km.Con una velocidad de 25.000 a 30.000 Km/hora.De acuerdo a la clasificación de la órbita por excentricidad se considera orbita circular siendo la excentricidad nula, Orbita Cuasi-polar, sol-sincrónica o helio sincrónica.El periodo orbital del satélite SAC-D, es de 98 min u orbitando la Tierra cada 98 minutos, lo cual indica que el satélite realiza 14.69 giros a la tierra por día.Repite la misma trayectoria en suelo cada 7 días (103 vueltas).

5 http://dinamicadelpaisaje.blogspot.com/MisionSAC-D/AQUARIUS

Por otro lado de acuerdo a la inclinación, se clasifica como órbita inclinada de tipo casi polar con declinación de 98.01 grados.

II. ADQUISICION DE DATOS

6. PLATAFORMA6

Características del Satélite:a) Estructura octogonal de Aluminio, con algunos elementos en Fibra de Carbono y unos pocos de Titaniob) Aviónica– Electrónica – CMOS + Híbridos – Alta Confiabilidad – Endurecida a la radiación– Unidades Funcionales principales del satélite Redundadasc) Paneles Solares con celdas de Arseniuro de Galio y Batería de Ion Litio.d) Control Térmico:– Pasivo por medio de pinturas y aislantes multicapas– Activo: calefactores controlados por computadora y termostatose) Capacidad de control de órbita con combustible líquido presurizado y control por medio de propulsoresf) Comunicaciones Tierra-Satélite y Satélite-Tierra– Telecomandos y Telemetría de estado en tiempo real del satélite en 2 GHz– Datos científicos y otra información transferida a Tierra en la banda de 8 a 8,4 GHzg) Apuntamiento con una precisión mejor que 0,5°h) Determinación de la Orientación– Gruesa: Celdas solares específicas + Magnetómetros triaxiales– Fina: Sensores Estelares y Giróscoposi) Control de la Orientación a través de bobinas magnéticas y ruedas de reacción comandadas bajo control de una de las computadorasj) La inteligencia a bordo se encuentra distribuida, contando el satélite con 9 computadoras que realizan, cada una de ellas funciones específicas.

6 http://www.conae.gov.ar/eng/satelites/sac-d.html

7. PROGRAMAS7

SAC-A De Validación TecnológicaEl satélite SAC-A es un pequeño satélite, diseñado, integrado y construido por la empresa INVAP, en los laboratorios de Villa Golf, bajo un contrato con la CONAE. El SAC-A posee un peso de 68 kg, y sirvió para probar sistemas ópticos, de energía, de navegación y de guiado de control. Transportado por el transbordador Endeavour, en diciembre de 1998, llegó a exceder su vida útil de 8 meses sin presentar problemas técnicos. El satélite se quemó al entrar en la atmósfera en octubre de 1999, habiendo transmitido de manera correcta datos e imágenes.SAC-B AstronómicoSe lanzó en 1996 (Antes que el SAC A) con el objetivo de investigar las fuentes explosivas extragalácticas de alta energía. Su peso era de 191 kg, (50 kg de carga útil). Fue puesto en órbita montado en el cohete estadounidense Pegasus XL. Debido a fallas en el vehículo disparador no pudo eyectarse del mismo y al quedar pegado se quedó sin energía por lo que sólo pudo dar escasas vueltas a la tierra. Sin embargo pudo poner en funcionamiento todos sus sistemas correctamente hasta que las baterías de a bordo se agotaron. Esto último se debió a que al haber estado incorrectamente adosado al cohete Pegasus el satélite no pudo desplegar sus paneles solares.SAC-C De Observación de la TierraLanzado en 2000, se mantiene en buen funcionamiento, a pesar de que se le estimaba un tiempo de vida de tan solo 4 años. Se trata de un satélite mediano de 485 kg de peso, de órbita baja, para la observación de la superficie terrestre por medio de 3 cámaras. Tiene como misión el monitoreo del ambiente y de catástrofes naturales. Obtiene imágenes de todo el territorio nacional, y de países limítrofes, en tiempo real; y produce imágenes del resto del mundo en modo almacenado. Los países asociados a esta misión son: EE. UU., Italia, Dinamarca, Francia, Brasil y Argentina.Reúne diez cargas útiles pertenecientes a cinco de los seis países mencionados. De estas cargas, las más importantes para la Argentina son sus tres potentes cámaras ópticas de observación de la 7 http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lites_de_la_Argentina

superficie terrestre. Fueron desarrolladas por INVAP con una combinación de “bandas”, resoluciones y sensibilidades que resulta ideal para el monitoreo del ambiente terrestre y marítimo de la Argentina.SAC-D / Aquarius 8 El SAC D, también conocido como Aquarius, es uno de los satélites diseñados y construidos en la Argentina que integran la serie SAC. Su objetivo es estudiar la salinidad del mar y detectar zonas de riesgo de incendios e inundaciones. Transporta ocho instrumentos, siendo el principal de ellos el Aquarius, aportado por la NASA, que se encargará de medir la salinidad superficial del mar y la humedad de suelo.

Imagen tomada de:www.esr.org/.../aquarius_main.htmlLas cargas más importantes que lleva la misión son: Radiómetro de Microondas provisto por CONAE, Sensor Infrarrojo de nueva tecnología (CONAE), Cámara de Alta Sensibilidad (INVAP), Sistema de Recolección de Datos (CONAE), Sensores de Demostración Tecnológica (CONAE), Sonda atmosférica por radio-ocultación (Agencia Espacial Italiana (ASI)), CARMEN-1. Agencia Espacial Francesa (CNES).Por parte de la Argentina, además de la CONAE participaron en el desarrollo la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata, la Universidad Tecnológica Nacional, el Instituto Argentino de Radioastronomía y el Centro de Investigaciones Ópticas, ambos del Conicet. También hicieron aportes las empresas DTA y Consulfem.[4]

La construcción definitiva del satélite se había previsto para octubre de 2009, y su lanzamiento desde la base Vandenberg de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, en California, para diciembre de 2010. Sin embargo el proyecto sufrió retrasos, y luego de realizarse los ensayos ambientales durante el mes de diciembre en Brasil, fue transportado a Estados Unidos en marzo de 2011 y finalmente lanzado al espacio el 10 de junio de ese año.

8 http://www.invap.com.ar/es/proyectos/satelite-sac-daquarius.html

CONAE: Proyectos 2007 – 2015:SAC-E (SABIA-MAR)De misión óptica. Satélite argentino-brasileño de información sobre agua, ambiente y producción de alimentos en la zona del Mercosur

8. CUBRIMIENTO9

Aquiarius (Radiómetro y Escaterómetro): 380 Km de barridoMWR (Radiómetro de Micro Ondas): 380 Km de barridoNIRST (Cámara Infrarroja de Nueva Tecnología): Instantáneo 182 Km, Extendido 1000 Km de barrido.HSC (Cámara de Alta Sensibilidad): 700 Km de barridoDCS (Sistema de Recolección y Transmisión de Datos Meteorológicos/Ambientales): 2 contactos por día con 200 plataformas, con 401.55 Mhz uplink.TDP (Paquete de Demostración tecnológica): Posición en metros (1:1000), Velocidad en metros / segundo (1/s:1000/s), Velocidad Angular en grados / raíz de h. ()ROSA (Sonda Atmosférica de Radio Ocultación): Horizontal: 1: 300.000.000 y Vertical: 1: 300.000CARMEN-1: 256 canales espectrales y 0.5 micropartículas.

9. SISTEMA DE REFERENCIA

Sistema de Referencia Mundial (WRS)El Sistema de Referencia Mundial (World Reference System - WRS) es un sistema global de numeración para las imágenes LANDSAT. Este sistema de numeración permite al usuario obtener la ubicación de una imagen satelital obtenida por los satélites LANDSAT de cualquier parte del

9 http://www.cari.org.ar/recursos/cronicas/aquarius17-08-11.html

planeta simplemente especificando el par ordenado de la escena (imagen) que está definido por el PATH (órbita aproximada del satélite) y ROW (centro nominal de la escena o imagen). El WRS (Sistema de Referencia Mundial) ha demostrado ser muy útil para catalogar, referenciar y permitir el uso continuo de las imágenes transmitidas por los sensores LANDAST.

Al igual que el SAC – C, que conforma junto con los satélites Landsat 7, EO – 1 y Terra de los EEUU la Constelación Matutina utilizando este sistema de referencia, los demás satélites de este sistema Argentino lo utilizan.

10. FORMATOS

La mayoría de envíos serán hechos a través de un servidor FTP (que es el formato de envío estándar). Los detalles estarán disponibles de forma escrita. Existen los siguientes formatos: “.bin” para archivos en formato binario raster que se almacena en escenas de 16 bit por bit (4 Bytes). “.png, .txt” para imágenes en formato PNG y/oarchivos de texto. “.xml” Formato de marcado. Es una forma de codificar un documento que, junto con el texto, incorpora etiquetas o marcas que contienen información adicional acerca de la estructura del texto o su presentación. “.tif” para imágenes TIFF y GeoTIFF con diferente representación.

11. PROGRAMACION TOMA DE IMÁGENES

La Estación Terrena del Centro Espacial “Teófilo Tabanera” (CETT) de la CONAE en Falda del Carmen, provincia de Córdoba, tiene a su cargo el comando, monitoreo y control del satélite SAC-D Aquarius, mientras cumple su misión de observar la superficie terrestre. En el centro espacial argentino actualmente se recibe información producida por más de 15 satélites de teleobservación de distintos países, como los satélites Landsat, ERS, SPOT, Radarsat, entre otros. La Estación también da servicio de seguimiento, monitoreo y control al satélite argentino SAC-C y a los satélites italianos COSMO-SkyMed 1, 2, 3 y 4.En particular la programación de las imágenes se basa en su órbita heliosincrónica en combinación con sus sensores pasivos, por lo que la toma siempre se realizara dependiendo de las características del estudio, que puede estar influenciado por condiciones climáticas (para HSC) de la estación del lugar.

12. COMERCIALIZACION

La comercialización se realiza por medio de CONAE, quien las tiene sujetas a libre disposición bajo licencia Creative, es decir con reconocimiento explícito de la fuenteMail: ssu.atencionUsuario@conae.gov.ar Tel: (011)4331–0074 Ext.: 5413

13. COSTOS

Libre disposición.

III. INTERPRETACION DE LOS DATOS

14. LITERATURA DE LAS IMÁGENES

Fecha, Hora, Path y RowDependiendo del sensor, pueden ser imágenes, datos y/o datos transformados a imágenes, con información referente a:Concentración de SalinidadHumedad Relativa del SueloHumedad AtmosféricaCorrientes de VientosTemperatura de SuelosTemperatura de Superficie Marina Dirección de los vientosRadiación Cósmica Sieverts

Escala de salinidad del mar para el instrumento Aquarius.

15. NIVELES DE PROCESAMIENTO

Nivel 1A: Corrección radiométrica de las distorsiones debidas a las desviaciones de sensibilidad entre los detectores elementales del instrumento de toma de imágenes.Destinado a los usuarios deseosos de efectuar por sí mismos los procesamientos geométricos de la imagen.

Nivel 1B: Corrección radiométrica idéntica a la del nivel 1A. Corrección geométrica de los efectos sistemáticos (efecto panorámico, curvatura y rotación de la Tierra). Las distorsiones internas de la

imagen son corregidas, lo que permite las mediciones de distancias, de ángulos y de superficie.Producto privilegiado para la fotointerpretación y los estudios temáticos.

Nivel 2A: Corrección radiométrica idéntica a la del nivel 1A. Corrección geométrica efectuada dentro de la proyección cartográfica estándar (UTM WGS84 por defecto) sin toma de puntos de apoyo.Permite combinar, teniendo en cuenta la eventual diferencia en localización, la imagen con informaciones geográficas de diferentes tipos (vectores, mapas raster y otras imágenes satelitales).

16. PROYECTOS-APLICACIONES

Estudio sobre los efectos de la radiación en la atmosfera, temperatura, humedad y micropartículas presentes en el espacio; obtiene información sobre el cambio climático, mediante la medición de la salinidad superficial de los mares a escala global, debe también identificar los puntos calientes en la superficie del suelo, con el propósito de colaborar en la elaboración de la cartografía de riesgo de incendios y realizar mediciones de humedad del suelo para prevenir, mediante alertas tempranas, inundaciones y otras catástrofes naturales.AQUARIUS: El instrumento Aquarius medirá toda la superficie del océano cada 7 días durante 3 años y explorará regiones de los océanos del mundo nunca antes medidas, registrando en dos meses más datos sobre la salinidad que los que se han recogido desde los comienzos de la Oceanografía hace 125 años. La información del Aquarius combinada con la de otros sensores que miden el nivel del mar, el color del océano, temperaturas, vientos, lluvias y evaporación permitirá a los científicos comprender mejor los vínculos entre la circulación de los océanos, el ciclo global de las aguas y el clima.MWR: Para medir la velocidad superficial del viento, vapor de agua y contenido de agua en las nubes sobre los océanos, concentración de hielo marino con el fin de proveer parámetros geofísicos relevantes aplicados a pronósticos climáticos e hidrológicos orientados a estudios regionales, asi como también contribuir a la determinación de la Salinidad Superficial del Mar (SSM) obtenida por el instrumento Aquarius.NIRST: Para determinar eventos de alta temperatura sobre el suelo (incendios y erupciones volcánicas), medir sus parámetros físicos (energía liberada, temperatura, ubicación de focos de calor, etc.) y medir la Temperatura Superficial del Mar (TSM) sobre la costa oriental de Sudamérica y otras áreas seleccionadas. También la TSM podrá emplearse para un ajuste más fino de la determinación de la SSM obtenida por el Aquaruis. Provista por INVAP.HSC: Para el estudio de auroras, intensidad de luces urbanas, tormentas eléctricas, vigilancia, detección de incendios y cobertura de nieve, entre otras importantes aplicaciones. DCS: Para recibir datos meteorológicos y ambientales generados por sistemas de mediciones en tierra para la posterior retransmisión a la Estación Terrena de Córdoba y a los usuarios vía internet. Provisto por CONAE.ROSA: Para medir propiedades de la atmosfera, revela el perfil de temperatura, presion y humedad en la atmósfera.CARMEN: Para el estudio de los efectos de la radiación cósmica sobre componentes electrónicos, distribución de micrometeoritos, desechos espaciales y un sensor para detectar el daño ocasionado por micropartículas presentes en el espacio.

Los ocho instrumentos que lleva a bordo el satélite conforman un verdadero observatorio dedicado al estudio del océano y de la atmósfera terrestre. Mediante la obtención de datos de salinidad del mar, su temperatura superficial, vientos, presencia de hielo y contenido de humedad en la atmósfera, se podrá mejorar el conocimiento de la circulación oceánica y su influencia en el clima del planeta. Recopilará también información sobre el desprendimiento de los hielos en las zonas polares, la humedad de los suelos, los focos de incendio y la temperatura de las aguas del mar, un dato de particular interés para la actividad pesquera.El SAC-D también estudiará la superficie terrestre para tomar datos sobre humedad del suelo y detectar focos de alta temperatura, entre otros, para su utilización en alerta temprana de incendios e inundaciones.

17. PRODUCTOS

Mapas de Salinidad Superficial del Mar, Mapa de temperatura Superficial, Mapa de Flujo de Corrientes Marinas y de Vientos, Mapa de las Capas de Hielo y su Profundidad y Mapas de Contenido de Humedad en la Atmósfera; Recopilará también información sobre el desprendimiento de los hielos en las zonas polares, la humedad de los suelos, los focos de incendio y la temperatura de las aguas del mar, un dato de particular interés para la actividad pesquera.

Cámara HSC de alta sensibilidad muestra imágenes nocturnas de Córdoba (Jesús María y Villa Carlos Paz)

18. ESCALAS DE TRABAJO

Radiómetro: Mide temperatura en ⁰K del brillo superficial y determina escala de salinidad en gramos por Kg de concentración.Escaterómetro: 1:50.000.000 Velocidad en metros/segundo; y Dirección del Viento en grados (⁰), con resolución de 50 KmRadiómetro de Micro-ondas: 1:54.000.000Mide la radiación emitida por la superficie del mar, en sus respectivas longitudes de onda. Mide escala de temperatura con una sensibilidad de 0.5 ⁰K, de la reflactancia lumínica de la superficie del mar. Permite obtener imágenes de temperatura superficial del mar, con una resolución de 54 Km.

Cámara Infrarroja de Nueva Tecnología (NIRST): 1:350.000, Mide temperatura en ⁰K sobre el suelo y la superficie del mar (TSM). Con una resolución de 350 m.Cámara de Alta Sensibilidad (HSC): Imágenes pancromáticas de 450 a 610 nm y con un ancho de hilera de700 KmSistema de Recolección y Transmisión de Datos Meteorológicos/Ambientales (DCS): 2 contactos por día con 200 plataformas, con 401.55 Mhz uplink.Paquete de Demostración tecnológica (TDP): Posición en metros (1:1000), Velocidad en metros / segundo (1/s:1000/s), Velocidad Angular en grados / raíz de h. ()Sonda Atmosférica de Radio Ocultación (ROSA): Horizontal: 1: 300.000.000 y Vertical: 1: 300.000CARMEN-1: Compuesto por dos detectores de efectos de la radiación cósmica en componentes electrónicos y distribución de micrometeoritos y desechos espaciales; 256 canales espectrales y 0.5 micropartículas.

IV. APLICACIÓN

19. ESTUDIO DE CASO

LA SALINIDAD DE LOS OCEANOS Y EL CAMBIO CLIMATICO: Objetivos de las misiones SAC-D/Aquarius y SMOS. Ricardo De Dicco, Buenos Aires, Marzo de 2010.

INTRODUCCIÓN

Aunque todo el mundo sabe que el agua de mar es salada, pocos saben que incluso pequeñas variaciones de la salinidad superficial del mar (SSS) puede tener efectos dramáticos en el ciclo del agua y la circulación de los océanos. Por esta razón urge la necesidad de producir sistemáticamente mapas mundiales de la SSS como los que obtiene el instrumento Aquiarius de la NASA a bordo del satélite Argentino SAC-D y también con el instrumento MIRAS del satélite

Proteus de la misión SMOS de la ESA, los cuales resultan muy útiles para los estudios de la salinidad de los océanos y del cambio climático, al tiempo realizar predicciones basadas en estas observaciones

OBJETIVO

El objetivo principal de esta misión es medir la salinidad superficial de los océanos a escala global, dato que permitirá mejorar la comprensión del fenómeno del Cambio Climático. El satélite dará una vuelta completa a la Tierra cada 98 minutos en una órbita polar a 657 km de altura sobre la Tierra. El instrumento Aquarius medirá toda la superficie del océano cada 7 días durante 3 años y explorará regiones de los océanos del mundo nunca antes medidas, registrando en dos meses más datos sobre la salinidad que los que se han recogido desde los comienzos de la Oceanografía hace 125 años. La información del Aquarius combinada con la de otros sensores que miden el nivel del mar, el color del océano, temperaturas, vientos, lluvias y evaporación permitirá a los científicos comprender mejor los vínculos entre la circulación de los océanos, el ciclo global de las aguas y el clima. Los demás instrumentos que conforman la carga útil del satélite colectarán información ambiental para aplicaciones vinculadas a riesgos naturales (incendios, inundaciones por ejemplo), estudios epidemiológicos y aspectos relacionados a la calidad del aire, lluvia, hielos marinos, vientos y temperaturas superficiales de los océanos.

Primera Imagen Tomada por el instrumento AquariusLas zonas con rojo y amarillo representan los sectores con mayor salinidad; y en azul y violeta los de menor concentración.

20.) TALLER DE APLICACIONES

INSTRUMENTO AQUARIUS La misión permitirá obtener información clave que ayudará a responder preguntas fundamentales acerca de cómo funciona nuestro planeta. A tal efecto, se implementará el Aquarius, instrumento integrado por un radiómetro y un escaterómetro que funciona en Banda L (1.41 GHz y 1.26 GHz, respectivamente) para medir la salinidad y consta de tres haces para “iluminación” de la pisada en tierra. Los radiómetros de microondas pasivos observan la radiación termal emitida por la superficie del mar en la porción de microondas del espectro. A esas longitudes de ondas largas no existe dispersión por aerosoles, niebla, polvo o pequeñas partículas de agua en las nubes, por lo que son dispositivos para todo tipo de clima.-Los radiómetros miden la temperatura de brillo superficial que está en función de la constante dieléctrica del océano y está con la emisividad electromagnética de la superficie y de la temperatura del océano. La emisividad superficial es una función de la constante dieléctrica del océano y está relacionada con la salinidad y temperatura.

-El escaterómetro (radar) medirá la retrodispersión electromagnética (“backscattering cross-section”) de la superficie que es necesaria para aportar una corrección crítica a la medición de salinidad relativa a la rugosidad superficial, permite obtener un espectro y dirección del oleaje.-Mediciones auxiliares de temperatura y correcciones de parámetros geofísicos serán obtenidos a traves de otros sistemas y modelos para calibrar las mediciones del instrumento.

El éxito y la confiabilidad de las plataformas argentinas SAC diseñadas y construidas por INVAP para la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), puede hoy medirse a través de un hecho concreto: la agencia espacial norteamericana NASA pone a bordo del nuevo satélite de la serie, el “SAC-D”, un instrumento sumamente complejo denominado “Aquarius”. La inversión de la NASA en esta misión, que incluye al instrumento Aquarius y al vehículo lanzador Delta-II para la puesta en órbita del satélite, supera los 200 millones dólares.Cabe destacar que el diseño y construcción de la plataforma satelital SAC-D estuvo a cargo de la prestigiosa empresa argentina de alta tecnología radicada en Bariloche, INVAP Sociedad del Estado, así como también la integración (de los 8 instrumentos y de los paneles y celdas solares), y los ensayos finales. El SAC-D es el cuarto satélite construido por INVAP para la CONAE, y da continuidad al Plan Espacial Nacional 2004-2015 y a los acuerdos bilaterales que son parte del desarrollo espacial argentino. Su puesta en órbita estaba programada originalmente para el 22/May/2010, pero la misma se reprogramó para fines de 2010 o inicios de 2011, dependiendo la misma del tiempo que insuma para el LIT-INPE de Brasil el testeo ambiental, así como también de las condiciones meteorológicas en la base Vandenberg de la U.S. Air Forces (USAF) que emplea la NASA, y para tal propósito será empleado un cohete Boeing Delta II (similar al que envió al espacio al SAC-C a fines del año 2000). La CONAE es responsable de 5 primeros, de los 8 instrumentos científicos que conforman la carga útil de la plataforma satelital SAC-D:El satélite lleva a bordo otros 7 instrumentos más, 5 de los cuales fueron desarrollados en Argentina, 1 es provisto por la Agencia Espacial Italiana y el otro por la Agencia Espacial Francesa, a saber:

• Radiómetro de Microondas (MWR): mide precipitaciones y vientos en superficie. Provisto por CONAE. • Cámara infrarroja (NIRST): mide eventos de alta temperatura en la superficie terrestre. Provisto por CONAE• Cámara de Alta Sensibilidad: visualización de luces urbanas, tormentas y auroras. Provista por INVAP. • Sistema de Recolección de Datos: recolectar mediciones de parámetros meteorológicos y ambientales (temperatura, humedad, etc.) distribuidas en el territorio. Provisto por CONAE. •Experimento de Demostración tecnológica: validar en órbita El funcionamiento de un sensor de posición (GPS) y velocidad angular del satélite (giróscopo) a utilizar en futuras misiones, provistos por CONAE.• Sonda atmosférica de radio ocultación (ROSA): Radio Occultation Sounder for Atmosphere (ROSA) provista por la Agencia Espacial Italiana (ASI), releva el perfil de temperatura y humedad en la atmósfera. • CARMEN-1: Provisto por el Centre National d'Etudes Spatiales (CNES) Agencia Espacial Francesa. Estudio de los efectos de la radiación sobre componentes electrónicos y sensor para detectar el daño ocasionado por micropartículas presentes en el espacio.Que a su vez permitirá realizar Corrección de la radiometría:Es propia del sistema con base en las calibraciones de prelanzamiento y sus actualizaciones mensuales a partir de recalibraciones de la cámara mediante adquisiciones posteriores, programadas para esos fines.Correcciones geométricas:Son debidas a alteraciones conocidas del sistema (correcciones sistemáticas). Se realizan las correcciones de los efectos producidos por cambio de actitud del satélite: movimientos de cabeceo (pitch). balanceo (roll). guiñada (yaw), por variaciones de altura y velocidad del satélite. sesgo (skew) producido por la rotación terrestre. Las correcciones se basan en la determinación de la actitud y el estado orbital a partir de datos medidos a bordo del satélite a lo largo de toda su trayectoria, y en particular en el momento de la captura de imágenes. Estos datos adicionales son comúnmente denominados de telemetría o de housekeeping.

GLOSARIO:RADIÓMETRO DE MICROONDASLos sensores pasivos que registran la radiación electromagnética procedente de la superficie terrestre en el intervalo espectral de las microondas, aproximadamente entre 1 mm y 30 cm. Este tipo de sensores aprovechan las propiedades especiales de la radiación de onda larga la cual no es afectada por la atenuación atmosférica por lo tanto tiene la capacidad de penetrar a través de las nubes, niebla, etc., excepto la lluvia de gran intensidad. La radiación que registra un sensor de microondas procede conjuntamente de la emisión de la atmosfera, la reflexión de la superficie, la emisión de la superficie y la energía transmitida desde el subsuelo.Los sensores de microondas trabajan con una antena larga que recoge la señal. Esta señal se compara con las fuentes de calibración a bordo del satélite, la diferencia de intensidad se relaciona con la temperatura y la señal se amplifica y se registra.ANTENA ACTIVA:• Cualquiera que responda a un estímulo externo.

• Su respuesta modifica de alguna manera las propiedades radiantes del sistema.

BIBLIOGRAFIA

CONAE -   SAC - D www.conae.gov.ar/satelites/sac-d.html

SAC - D   / Aquarius - Wikipedia, la enciclopedia libre es.wikipedia.org/wiki/SAC-D_/_Aquarius

SATÉLITE   SAC - D /AQUARIUS www.ciop.unlp.edu.ar/Ingles/Actividades/SAC-D.html

INVAP - Satélite   SAC - D /Aquarius www.invap.com.ar/es/area.../satelite-sac-daquarius.html

Aquarius /   SAC - D   Satellite Mission www.esr.org/.../aquarius_main.html

La Salinidad de los Oceanos y el Cambio ClimaticoObjetivo de las Misiones SAC D/Aquarius y SMOSRicardo de Dicco Martzo de 2010

Diapositivas de la presentaciónwww.tandar.cnea.gov.ar/.../20110930-Mision_SACD_Aq...

PO.DAACOceanografia Fisica, Centro de Distribucionhttp://podaac.jpl.nasa.gov/

ANEXOS:

Descripción del proceso de Implementacion

Instrumentos Sensores del SAtelite SAC D/AQUARIUS

Imagen tomada por el instrumento Carmen 1, muestra la radiación ambiental sobre nuestro planeta.

Antena de microondas instalada por INVAP en la Estación Terrena Córdoba de la CONAE