Airbus ha dado los toques finales al satélite de observación de la Tierra EarthCARE, la clave que revelará los misterios de las nubes, ayudando a hacer modelos atmosféricos y pronósticos climáticos más precisos. Las nubes y los aerosoles todavía se consideran las grandes incógnitas para entender nuestro clima.
El satélite de 2,3 toneladas ahora se está transportando desde la planta de Airbus en Friedrichshafen, Alemania, al centro de tecnología ESTEC, de la Agencia Espacial Europea (ESA), en Noordwijk, Países Bajos. Allí se pondrá a prueba hasta mediados del próximo año. Entre otras cosas, estará sujeto a las tensiones que se producen durante el lanzamiento y las condiciones ambientales que le esperan en órbita.
Las nubes juegan un papel importante en nuestro clima porque regulan la cantidad de energía solar que llega a la superficie de la Tierra y la cantidad de energía que se refleja de regreso al espacio. Cuanta más energía absorbe la Tierra, más caliente se vuelve. Si se absorbe menos energía, se enfría. Sin embargo, el papel exacto que juegan las nubes y los aerosoles en el sistema climático sigue siendo una gran incógnita en los pronósticos climáticos y en la comprensión del ciclo del agua de la Tierra.
Las nubes necesitan aerosoles para formarse. Estas partículas del tamaño de un micrómetro, más pequeñas que un cabello humano, flotan en el aire. Muchas son naturales, como la sal marina que se llevan los océanos o las partículas de polvo del Sahara. También hay aerosoles producidos por humanos. Por ejemplo, la combustión produce hollín y dióxido de azufre, que provienen principalmente de las centrales eléctricas. Los óxidos de nitrógeno de los escapes de los automóviles son otra causa. Cuantos más aerosoles hay en el aire, más nubes se reflejan porque están formadas por más gotas de agua, pero más pequeñas. Cuando hay menos aerosoles, también hay menos gotas de agua, que se vuelven más grandes y luego pueden caer más fácilmente como gotas de lluvia.
Las nubes más grandes generalmente reflejan más luz y tienen un mayor efecto de enfriamiento. Cuando las nubes contienen más gotas de agua, se vuelven más blancas y reflejan más luz solar, lo que enfría la superficie de la Tierra.
La altura de las nubes también importa. Las nubes más altas tienden a ser más frías, por lo que emiten menos calor y lo mantienen atrapado en nuestra atmósfera en lugar de irradiarlo al espacio. Las nubes bajas son más cálidas y emiten más calor. Entonces, esto significa que las nubes más altas tienden a calentar la superficie y la atmósfera de la Tierra. Además, los aerosoles influyen en el ciclo de vida de las nubes y, por tanto, contribuyen indirectamente al calentamiento de la Tierra, es decir, a su balance de radiación y energía. Los datos de medición sobre aerosoles ahora deberían ayudar a comprender mejor estos procesos.
La misión EarthCARE
EarthCARE proporcionará perfiles globales de nubes y aerosoles junto con mediciones de la radiación solar reflejada por el planeta y la radiación térmica emitida por la Tierra. Para ello, el satélite lleva dos grandes instrumentos: un lidar denominado ATLID para medir los perfiles verticales de aerosoles y nubes finas y un radar perfilador de nubes (CPR) para medir los perfiles verticales de nubes espesas y precipitaciones. El CPR es proporcionado por la Agencia Espacial Japonesa JAXA.
ATLID, construido por Airbus en Toulouse, Francia, opera en el espectro ultravioleta a una longitud de onda de 355 nm y utiliza el efecto Doppler para proporcionar perfiles verticales desde unos 100 metros sobre el suelo hasta una altura máxima de 20 kilómetros, o desde 500 metros hasta una altura máxima de 20 a 40 kilómetros. El principio de medición aprovecha el hecho de que una señal de luz emitida es dispersada de manera diferente por moléculas o partículas de aerosol a medida que atraviesa la atmósfera. ATLID es el segundo lidar europeo en órbita: Airbus ya es reconocido mundialmente como especialista en sistemas lidar basados en el espacio a través del satélite Aeolus (en el espacio desde agosto de 2018).
Otros dos instrumentos, un generador de imágenes de nubes (MSI) y un radiómetro de banda ancha (BBR), que mide la radiación solar reflejada, así como la radiación térmica emitida por las nubes, completan el equipamiento sensor del satélite. Al usar los cuatro instrumentos simultáneamente, las escenas de nubes y aerosoles en 3D se pueden correlacionar directamente con la radiación solar reflejada y la radiación térmica emitida.
EarthCARE orbitará la Tierra a una altitud de unos 400 kilómetros. La órbita es lo más baja posible para optimizar el uso de lidar y radar, pero no demasiado baja, de lo contrario, la resistencia aerodinámica afectaría el consumo de combustible y la vida útil de la misión.
Debido a que se requiere una cobertura global, EarthCARE vuela en una órbita casi polar. Cruza el ecuador a primera hora de la tarde, lo que garantiza una iluminación óptima y una radiación solar mínima para los instrumentos pasivos. Con 1.600 vatios, los requisitos de potencia del sistema son considerables y están determinados principalmente por los dos instrumentos activos, ATLID y CPR.
Visualmente, el satélite está dominado por la gran antena CPR, que tiene un diámetro de 2,5 metros. La larga matriz solar trasera le da al satélite una longitud total de 18 metros. El panel solar consta de cinco secciones con un área de 21 metros cuadrados. La disposición en forma de cola ayuda a minimizar la resistencia dada la baja altitud orbital del satélite.
