Calibrar el altímetro de un satélite mediante reflectores pasivos en la Tierra

Un reflector experimental permite calibrar con gran precisión el altímetro del satélite Sentinel-6 desde el Observatorio del Montsec, en Cataluña.

Desde su lanzamiento en 2020 en el marco del programa Copernicus de la Comisión Europea, el satélite Sentinel-6 analiza variables clave como el aumento del nivel del mar provocado por el cambio climático mediante el altímetro Poseidon-4. isardSAT, una empresa de I+D que ofrece servicios y soluciones en el campo de la observación de la Tierra por satélite, ha desarrollado un reflector capaz de calibrar el altímetro con una precisión acusada (alrededor de un centímetro), y gracias a una tecnología mucho menos costosa y compleja que la que se utiliza habitualmente.

El reflector se ha instalado en el Observatorio del Montsec, una infraestructura gestionada por el Instituto de Estudios Espaciales de Cataluña (IEEC). Este emplazamiento, situado a 1.570 metros de altitud en la sierra del Montsec, es reconocido como uno de los mejores de Europa para la observación astronómica, gracias a la combinación de las buenas condiciones meteorológicas y al bajo nivel de contaminación lumínica, que proporcionan unas condiciones excepcionales del cielo nocturno.

El Poseidon-4, el altímetro radar a bordo del satélite Sentinel-6, mide continuamente la distancia entre el satélite y la superficie de la Tierra. Sus datos se utilizan tanto para previsiones meteorológicas a corto plazo como para estudios globales de oceanografía y de clima. Como cualquier procesamiento avanzado de datos, este instrumento necesita una calibración periódica para verificar que funcione correctamente; un proceso que se consigue colocando aparatos en la Tierra en ubicaciones conocidas y con características concretas.

La calibración de los altímetros se hace habitualmente con transpondedores, que son equipamientos activos complejos y costosos, solo al alcance de grandes instituciones como la Agencia Espacial Europea (ESA) o la estadounidense (NASA). Pero los últimos adelantos en algoritmos de procesamiento de señal han hecho posible calibrar los altímetros mediante una instrumentación menos compleja y más asequible: los reflectores pasivos. A diferencia de los transpondedores, estos dispositivos reflejan las ondas de los satélites sin la intervención de ningún dispositivo electrónico; utilizan únicamente tres placas metálicas colocadas de forma ortogonal.

Con el objetivo de comprobar el potencial de esta tecnología con el altímetro del Sentinel-6, isardSAT desarrolló e instaló el reflector en el Observatorio del Montsec. Este emplazamiento, en el municipio de Sant Esteve de la Sarga (comarca de Pallars Jussà, de la provincia de Lérida), presenta múltiples ventajas para el funcionamiento del reflector, como la proximidad a la traza del Sentinel-6, el hecho de ser un lugar prominente (en altura) y alejado de las posibles interferencias que provocan las áreas urbanas, y la presencia de una estación meteorológica que ofrece una gran cantidad de datos necesarios para el cálculo de pequeñas correcciones geofísicas adicionales. Por otro lado, el hecho de encontrarse dentro del recinto cerrado del observatorio facilita las tareas de mantenimiento por parte del personal técnico del IEEC.

El equipo de isardSAT instaló el reflector en el Observatorio del Montsec en abril de 2021. (Foto: isardSAT)

Desde la instalación y el ajuste del reflector en septiembre del 2021, los datos adquiridos por el altímetro Poseidon-4 del Sentinel-6 a su paso por encima del Observatorio del Montsec muestran una precisión excepcional, midiendo la distancia entre el satélite y la Tierra (a más de 1.300 kilómetros de distancia) con un margen de error de escasos centímetros y una precisión de alrededor de un centímetro. Estos resultados, comparables a los que obtienen los transpondedores, son esenciales para el resto de mediciones que hace el satélite alrededor de la Tierra, y ya se han presentado en varias conferencias internacionales. (Fuente: IEEC / isardSAT)