ICESat-2 ( Ice, Cloud, and land Elevation Satellite 2 ), parte del Sistema de Observación de la Tierra de la NASA , es una misión satelital para medir la elevación de la capa de hielo y el espesor del hielo marino , así como la topografía terrestre , las características de la vegetación y las nubes. [9] ICESat-2, una continuación de la misión ICESat , se lanzó el 15 de septiembre de 2018 a bordo de Delta II como último vuelo desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California, [4] hacia una órbita casi circular y casi polar. con una altitud de aproximadamente 496 km (308 millas). Fue diseñado para funcionar durante tres años y transportar suficiente propulsor para siete años. [10] El satélite orbita la Tierra a una velocidad de 6,9 kilómetros por segundo (4,3 mi/s). [8]
La misión ICESat-2 está diseñada para proporcionar datos de elevación necesarios para determinar el equilibrio de masa de la capa de hielo , así como información sobre la cubierta vegetal . Proporcionará mediciones topográficas de ciudades, lagos y embalses, océanos y superficies terrestres de todo el mundo, además de la cobertura polar específica. ICESat-2 también tiene la capacidad de detectar la topografía del fondo marino hasta 100 pies (30 m) debajo de la superficie en áreas costeras de agua clara. [11] Debido a que los grandes cambios de la capa de hielo polar en el calentamiento global no se cuantifican, uno de los principales propósitos de ICESat-2 es medir el cambio de elevación de las capas de hielo mediante su sistema láser y lidar para cuantificar la influencia del derretimiento del hielo. hoja en el aumento del nivel del mar. Además, la alta precisión de los pulsos múltiples permite recopilar mediciones de las alturas del hielo marino para analizar su tasa de cambio a lo largo del tiempo. [12]
La nave espacial ICESat-2 fue construida y probada por Northrop Grumman Innovation Systems en Gilbert, Arizona, [13] mientras que el instrumento a bordo, ATLAS, fue construido y administrado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland . El instrumento ATLAS fue diseñado y construido por el centro, y el autobús fue construido e integrado con el instrumento por Orbital Sciences (más tarde Orbital ATK ). [14] El satélite fue lanzado en un cohete Delta II proporcionado por United Launch Alliance . [15] Este fue el último lanzamiento del cohete Delta II.
El único instrumento de ICESat-2 es el Sistema avanzado de altímetro láser topográfico (ATLAS), un lidar espacial . Fue diseñado y construido en el Goddard Space Flight Center, con los sistemas de generación y detección de láser proporcionados por Fibertek. [16] [17] ATLAS mide el tiempo de viaje de los fotones láser desde el satélite a la Tierra y viceversa; Los programas de computadora utilizan el tiempo de viaje de múltiples pulsos para determinar la elevación. [18]
ATLAS emite pulsos de láser visibles a una longitud de onda de 532 nm ( verde ). Mientras ICESat-2 orbita, ATLAS genera seis haces dispuestos en tres pares para determinar mejor la pendiente de la superficie y proporcionar una mayor cobertura del terreno. Su predecesor, ICESat , tenía un solo rayo láser. El mayor número de láseres permite una mejor cobertura de la superficie terrestre. [8] Cada par de haces está separado por 3,3 km (2,1 millas) a lo largo de la trayectoria del haz, y cada haz de un par está separado por 2,5 km (1,6 millas) a lo largo de la trayectoria del haz. La matriz de láser se gira 2 grados desde la trayectoria terrestre del satélite de modo que una trayectoria de un par de haces esté separada por aproximadamente 90 m (300 pies). La frecuencia del pulso del láser combinada con la velocidad del satélite da como resultado que ATLAS tome una medición de elevación cada 70 cm (28 pulgadas) a lo largo de la trayectoria terrestre del satélite. [17] [19] [20]
El láser dispara a una velocidad de 10 kHz. Cada pulso envía alrededor de 20 billones de fotones, casi todos los cuales se dispersan o desvían a medida que el pulso viaja a la superficie de la Tierra y rebota hacia el satélite. Aproximadamente una docena de fotones de cada pulso regresan al instrumento y se recogen con un telescopio de berilio de 79 cm (2,6 pies) . [21] El berilio tiene una alta resistencia específica y mantiene su forma en un amplio rango de temperaturas. El telescopio recoge fotones con una longitud de onda de 532 nm y filtra así la luz irrelevante de la atmósfera. Los programas informáticos identifican además fotones de 532 nm en el conjunto de datos; sólo se conservan para el análisis los fotones reflejados del láser. [22]
Un atributo notable de ATLAS es que los ingenieros permitieron que el satélite controlara cómo se posiciona en el espacio, lo cual es relevante porque ATLAS registra la distancia entre sí mismo y el suelo, y si su posición está equivocada, la medición registrada para la elevación de la Tierra estará equivocada. también. Los ingenieros también construyeron el sistema de referencia láser, que confirma que el láser se ajusta de acuerdo con el telescopio. Si el telescopio o el láser están apagados, el satélite puede realizar sus propios ajustes en consecuencia. [23]
El Centro de Archivo Activo Distribuido del Centro Nacional de Datos sobre Nieve y Hielo gestiona los datos científicos de ICESat-2. [24]
ICESat-2 tiene cuatro objetivos científicos: [25] [26]
Además, ICESat-2 tomará medidas de nubes y aerosoles, la altura de los océanos, cuerpos de agua interiores como embalses y lagos, ciudades y movimientos del suelo después de eventos como terremotos o deslizamientos de tierra. [25]
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ICESat-2 es una continuación de la misión ICESat original, que fue dada de baja en 2010. Cuando el proyecto entró en su primera fase en 2010, se esperaba que estuviera listo para su lanzamiento en 2015. En diciembre de 2012, la NASA informó que esperaban que el proyecto se lanzara en 2016. En los años siguientes, los problemas técnicos con el único instrumento a bordo de la misión, ATLAS, retrasaron aún más la misión, retrasando el lanzamiento esperado desde finales de 2016 hasta mayo de 2017. [28] En julio de 2014, la NASA presentó un informe al Congreso detallando las razones del retraso y el sobrepaso del presupuesto proyectado, como exige la ley para los proyectos de la NASA que gastan al menos un 15% por encima del presupuesto. Para financiar el exceso de presupuesto, la NASA desvió fondos de otras misiones satelitales planificadas, como el satélite Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem (PACE). [29]
El lanzamiento de ICESat-2 tuvo lugar el 15 de septiembre de 2018 a las 15:02 UTC desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 2 de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg a bordo de un Delta II 7420-10C. [4] Para mantener un grado de continuidad de datos entre el desmantelamiento de ICESat y el lanzamiento de ICESat-2, la Operación IceBridge aerotransportada de la NASA utilizó una variedad de aviones para recopilar topografía polar y medir el espesor del hielo utilizando conjuntos de altímetros láser, radares y otros sistemas. [30] [31]
El programa de aplicaciones de ICESat-2 está diseñado para involucrar a personas y organizaciones que planean utilizar los datos antes del lanzamiento del satélite. Seleccionado de un grupo de solicitantes, este Equipo de Definición Científica representa a expertos en una amplia variedad de campos científicos que incluyen hidrología, ciencias atmosféricas, oceanografía y ciencias de la vegetación. [32] Los primeros usuarios del programa, incluidos científicos del hielo, ecologistas y la Marina, trabajan con el equipo de aplicaciones ICESat-2 para proporcionar información sobre cómo se pueden utilizar las observaciones satelitales. [33] El objetivo de este grupo es comunicar las vastas capacidades de la misión ICESat-2 con la comunidad científica en general, con el objetivo de diversificar e innovar nuevos métodos y técnicas a partir de los datos recopilados. Por ejemplo, los científicos en el campo de la ecología podrán utilizar la medición de la altura de la vegetación, la biomasa y la cobertura del dosel derivada del lidar de conteo de fotones (PCL) de ICESat-2. [34]
En la primavera de 2020, la NASA seleccionó el Equipo Científico ICESat-2 a través de un proceso de solicitud competitivo, para reemplazar al Equipo de Definición Científica previo al lanzamiento. [35] Este grupo actúa como un consejo asesor para la misión posterior al lanzamiento, en un esfuerzo por garantizar que se cumplan los requisitos científicos de la misión.
