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“Pole position”

La órbita polar de MetOp

Antes de la aparición de MetOp, los satélites europeos de pronóstico del tiempo (la serie Meteosat) habían estado situados todos ellos en órbita geoestacionaria, a unos 36.000 kilómetros por encima del ecuador, de forma que girasen en torno al planeta a la misma velocidad de rotación que la propia Tierra. Lo que significa que desde el punto de vista de una persona en tierra, tales satélites meteorológicos parecen estacionarios, fijos sobre un punto por encima del ecuador.

Las órbitas geoestacionarias tienen grandes ventajas: desde tan arriba pueden ver una gran parte de la Tierra y el mismo satélite vigila siempre la misma zona. Esta posición privilegiada proporciona una “perspectiva” general, lo que hace posible un seguimiento continuo de las condiciones atmosféricas y la evolución de los fenómenos meteorológicos para la predicción del tiempo a corto plazo. Sin embargo, esta órbita tiene sus desventajas. Los satélites geoestacionarios, con independencia de cuál, sólo pueden “ver” un lado de la Tierra, siempre el mismo, y algunas áreas de la Tierra se encuentran fuera del ámbito visual de un satélite que esté situado encima del ecuador terrestre (sólo se pueden vislumbrar las latitudes entre aproximadamente 81º norte y 81º sur). Entre otras, las zonas polares austral y septentrional no se pueden ver desde la órbita geoestacionaria. Es imposible llevar a cabo una observación plena de la Tierra sin investigar ni monitorizar los polos: en su sentido más genuino, son las cámaras climáticas de nuestra Tierra: la cubierta de hielo, la temperatura, la precipitación y actividad del viento allí influyen en todo el planeta, sobre todo en zonas de latitudes altas como Europa y gran parte de América del Norte. Para los pronósticos del tiempo se necesita información más detallada que la que pueden suministrar los satélites geoestacionarios por sí solos, sobre todo para alimentar los muy complejos modelos de Pronóstico Meteorológico Digital que utilizan los meteorólogos para la previsión a corto plazo.

Imágenes tomadas por MetOp-A (© Eumetsat)

Imágenes tomadas por MetOp-A (© Eumetsat)

Precisión polar

Los satélites como MetOp que operan desde una órbita “polar” a menor altitud (a unos 800 kilómetros, en vez de los 36.000 de la órbita geoestacionaria) proporcionan los datos necesarios adicionales. A esta altitud, sus observaciones –mucho más cercanas a los fenómenos que monitorizan que las de los geoestacionarios– pueden ser mucho más detalladas, si bien el área de visión es mucho menor. (Además, una órbita más baja hace posible el uso de radiómetros de microondas, que precisan antenas relativamente grandes para conseguir resoluciones terrenas lo suficientemente finas como para que sean de utilidad. La ventaja de los radiómetros de microondas es su capacidad para hacer mediciones a través de las nubes para detectar precipitación, temperatura en diversas capas de la atmósfera y características de la superficie, como los vientos de la superficie del océano).

Sun-synchronous orbit

Y, detalle crucial, pueden hacer un barrido de la totalidad del globo. Es así porque a diferencia de los satélites geoestacionarios su órbita no sigue el ecuador girando en torno a la Tierra, sino que lo corta mientras viaja alrededor de los polos. De esta forma la Tierra está girando constantemente bajo la trayectoria del satélite, lo que hace que su vista geográfica cambie en cada órbita. MetOp gira en torno a la Tierra a una altitud media de 830 kilómetros en una órbita muy cercana a la polar (la inclinación con respecto al ecuador es de 98,7º), y tarda aproximadamente 100 minutos en completar una órbita –tiempo durante el cual la Tierra ha rotado unos 25º– pasando sobre los polos 14 veces en 24 horas. Dado que la órbita se “traslada” continuamente debido a esta rotación, MetOp, con su conjunto de instrumentos de medición, sobrevuela todos los puntos de la Tierra cada ciclo de cinco días. Gracias a la gran amplitud de barrido de la mayoría de los instrumentos, sin embargo, se puede elaborar una imagen global en sólo un par de jornadas.

Buenos días, MetOp

MetOp vuela en la “órbita matutina”: es decir, MetOp cruza siempre el ecuador a las 09.30, en dirección norte-sur, en el lado de la Tierra bañado por el Sol. La órbita del satélite se ha diseñado de forma que siempre pase por encima de sus zonas-objetivo a la misma hora local: cuando MetOp sobrevuela un lugar en particular de la superficie de la Tierra siempre lo hace a exactamente la misma hora.

Es así debido a que MetOp sigue lo que se denomina una trayectoria sincronizada con la del Sol, por la cual el plano de la órbita del satélite se mantiene siempre a un ángulo fijo con respecto al Sol mientras la Tierra gira bajo el satélite. (El plano orbital de una órbita sincronizada con el sol también gira aproximadamente un grado cada día para mantener la velocidad del giro de la Tierra en torno al Sol). En otras palabras, desde el punto de vista de MetOp el sol está siempre en el mismo lugar en un punto dado de la órbita del satélite, lo que significa que eso siempre ocurre exactamente a la misma hora.

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MetOp sigue una trayectoria sincronizada con la del Sol

MetOp sigue una trayectoria sincronizada con la del Sol

Una ventaja de sobrevolar un punto siempre a la misma hora local es que el ángulo con el que se ilumina la superficie sea casi el mismo cada vez que el satélite capta observaciones de un punto dado. Ese carácter sistemático de la iluminación es una característica muy útil para los satélites meteorológicos y otros dedicados a la teledetección con objeto de monitorizar la evolución de los hechos meteorológicos en una zona dada a lo largo del tiempo.

La órbita se eligió de forma que MetOp pueda trabajar conjuntamente con el “satélite vespertino" de la Agencia Nacional estadounidense del Océano y la Atmósfera (NOAA), el cual, al volar en una órbita terrestre baja y complementaria, cruza el ecuador a las 14.30 (lado bañado por el sol) hora local. Juntas, las dos órbitas maximizan el área de cobertura sobre la que se llevan a cabo las observaciones. Los sistemas europeo y estadounidense tienen un acuerdo de colaboración (el Sistema Inicial Conjunto de Satélites en Órbita Polar o IJPS) y comparten una cierta cantidad de instrumentos a bordo de todos los satélites. Todos los datos procedentes de los sistemas de satélites meteorológicos tanto de MetOp como de NOAA se intercambian y redistribuyen de forma constante a cientos de usuarios de todo el mundo sólo dos horas y 15 minutos después de que se hiciera la observación desde el espacio.

Las órbitas de MetOp y del satélite de la NOAA son complementarias

Las órbitas de MetOp y del satélite de la NOAA son complementarias

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