La Operación IceBridge ( OIB ) fue una misión de la NASA para monitorear los cambios en el hielo polar mediante el uso de plataformas aéreas para cerrar la brecha de observación entre las misiones satelitales ICESat e ICESat-2 . El programa, que se desarrolló entre 2009 y 2019, empleó varias aeronaves equipadas con instrumentos avanzados para medir la elevación y el espesor del hielo y la topografía del lecho rocoso subyacente. Los datos recopilados ayudaron a los científicos a comprender la dinámica del hielo, lo que contribuyó a los modelos predictivos del aumento del hielo y del nivel del mar. IceBridge jugó un papel crucial en el descubrimiento del cañón más largo de la Tierra debajo de la capa de hielo de Groenlandia .
De 2003 a 2009, la NASA utilizó un altímetro láser espacial, ICESat, para observar el hielo polar. ICESat se retiró en 2009 debido a un mal funcionamiento técnico, lo que dejó a la NASA sin un satélite dedicado a la observación del hielo. Un satélite de próxima generación, ICESat-2, se lanzó en septiembre de 2018. [1] [2] [3] Para mantener las observaciones anuales de las capas de hielo y el hielo marino, la NASA presentó el programa IceBridge para "cerrar la brecha" entre las misiones satelitales. El programa utiliza plataformas de aeronaves para realizar mediciones aéreas de las regiones polares.
Los vuelos de IceBridge comenzaron en marzo de 2009, [4] en una campaña de primavera en el Ártico con base en la Base Aérea Thule , Groenlandia. Los vuelos en el hemisferio sur comenzaron durante la primera campaña de primavera austral en octubre de 2009, con base en Punta Arenas , Chile. Los vuelos durante las campañas de campo pueden incluir vuelos dedicados al hielo terrestre y al hielo marino , o una combinación de ambos, según las limitaciones de la plataforma, el clima y la ubicación. Hasta la fecha, ha habido campañas de primavera en el Ártico y la Antártida, así como vuelos de monitoreo del derretimiento de verano en los glaciares de Alaska todos los años desde 2009. Se han realizado campañas adicionales en el verano ártico y la Antártida Oriental.
Los vuelos de IceBridge comenzaron en marzo de 2009 utilizando un Lockheed P-3 Orion en el Ártico, y fueron seguidos más tarde ese mismo año por un Douglas DC-8 en la Antártida. Se han utilizado otros aviones a lo largo del programa, como un King Air B-200 , un Gulfstream V y un Guardian Falcon . [5]
El uso de un avión en lugar de un satélite tiene sus desventajas. Una de ellas es que un satélite puede observar un área mucho más amplia. Además, los satélites toman mediciones a tiempo completo, mientras que las mediciones de los aviones IceBridge se limitan a campañas anuales que duran varias semanas. Sin embargo, los aviones tienen la ventaja de poder llevar más instrumentos, cambiarlos o actualizarlos de una campaña a otra y apuntar a áreas de interés científico en lugar de seguir una ruta fija. Además, ciertos instrumentos, como el radar de penetración de hielo, solo funcionan desde las altitudes más bajas que permiten los aviones como el P-3 Orion y el DC-8. [2] [5]
Los aviones IceBridge llevan un conjunto de instrumentos científicos especializados. Entre ellos se encuentra el Mapeador Topográfico Aerotransportado, un láser que mide la elevación de la superficie del hielo. También hay a bordo un gravímetro , un instrumento capaz de medir la forma de las cavidades en el hielo. Hay muchos otros equipos a bordo, incluido el Sensor de Tierra, Vegetación y Hielo, la Sonda de Profundidad de Radar Coherente Multicanal, un Radar de Nieve, un Altímetro de Radar de Banda Ku, un magnetómetro y el Sistema de Cartografía Digital. [5]
Mapeador topográfico aerotransportado (ATM) – El Mapeador topográfico aerotransportado (ATM) es un altímetro láser que hace rebotar la luz láser en la superficie del hielo y mide el tiempo que tarda en regresar. Al combinar estos datos de tiempo con información sobre la posición y la actitud de la aeronave, los investigadores pueden calcular la elevación del hielo. Al sobrevolar las mismas áreas de hielo año tras año, pueden construir una serie temporal de cambios en la elevación. Este instrumento funciona de manera similar al instrumento lidar utilizado en ICESat y está ayudando a mantener un registro de los cambios de elevación hasta que ICESat-2 entre en funcionamiento. [6]
Sensor de hielo y vegetación terrestre (LVIS) - El sensor de hielo y vegetación terrestre (LVIS) es un altímetro láser optimizado para operar a mayores altitudes. El LVIS fue creado por científicos del Laboratorio de teledetección láser del Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA. El LVIS ha volado en una amplia variedad de aeronaves, como el P-3, el DC-8, el B-200 y el HU-25C Guardian Falcon de la NASA y el Gulfstream GV de la NSF. Al volar a mayor altitud, el LVIS puede inspeccionar áreas más grandes y amplía el alcance de IceBridge. [7]
La Operación IceBridge utiliza hasta cuatro instrumentos de radar diferentes operados por el Centro de Teledetección de Capas de Hielo (CReSIS) de la Universidad de Kansas . La Universidad de Indiana proporciona servicios de gestión de datos para las actividades del CReSIS en la Operación IceBridge. [8]
Sonda de profundidad de radar coherente multicanal (MCoRDS) : la sonda de profundidad de radar coherente multicanal (MCoRDS) se utiliza para medir el espesor del hielo y cartografiar su capa inferior. Este instrumento utiliza múltiples canales y una amplia gama de frecuencias de radar para obtener imágenes de las capas internas de hielo y del lecho rocoso que se encuentran debajo de las capas de hielo. La información sobre el terreno debajo del hielo es útil para modelar las capas de hielo. [9]
Radar de nieve : el instrumento CReSIS Snow Radar se utiliza para medir el espesor de las capas de nieve sobre la tierra y el hielo marino. Medir el espesor de la nieve es fundamental para estimar el espesor del hielo marino. [10]
Altímetro de radar de banda Ku : IceBridge también lleva un altímetro de radar de banda Ku , que puede penetrar capas de nieve para medir la elevación de la superficie del hielo marino y terrestre. [11]
Radar de acumulación : el instrumento de radar de acumulación se utiliza para recopilar datos de alta resolución sobre la parte superior del hielo. Observar la parte superior del hielo permite a los investigadores trazar mapas de las tasas de acumulación de nieve en el pasado. [12]
Sistema de cartografía digital (DMS) : el sistema de cartografía digital (DMS), creado por investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA, es un sistema de imágenes digitales aerotransportado que se utiliza para detectar aberturas en el hielo marino y crear mapas de alta resolución del hielo polar. El instrumento DMS es una cámara digital orientada hacia abajo que captura múltiples fotogramas individuales que se combinan en mosaicos de imágenes mediante un software informático. [13]
Gravímetro : la Operación IceBridge también utiliza un instrumento de medición de la gravedad conocido como gravímetro . Este instrumento mide la fuerza de los campos gravitatorios debajo de la aeronave, que los investigadores pueden utilizar para determinar la forma de las cavidades de agua debajo de las plataformas de hielo flotantes. Debido a que el agua es menos densa que la roca, las áreas de hielo flotante muestran campos gravitatorios más débiles que las áreas con rocas debajo. [14]
Magnetómetro : el P-3 Orion de la NASA lleva un magnetómetro que se puede utilizar para recopilar datos sobre las propiedades de las rocas que se encuentran debajo del hielo. La densidad y las propiedades magnéticas se pueden utilizar para inferir el tipo de lecho rocoso, lo que resulta útil para determinar las condiciones basales debajo del hielo. [15]
El proyecto, dirigido por el científico del proyecto Joseph MacGregor, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, utiliza un conjunto de instrumentos científicos aerotransportados para obtener una vista tridimensional del hielo del Ártico y la Antártida. [16] Los objetivos de la misión son monitorear los cambios en el hielo polar, recopilar datos para modelos predictivos del hielo y el aumento del nivel del mar y cerrar la brecha en las mediciones entre los satélites ICESat e ICESat-2 de la NASA. IceBridge logra esto recopilando datos sobre capas de hielo, glaciares y hielo marino. El glaciar Pine Island es una de esas áreas de enfoque. Allí, la Operación IceBridge ha estado observando la parte inferior de la capa de hielo utilizando un radar avanzado, así como monitoreando de cerca un área del glaciar Pine Island conocida como la lengua de hielo que, si se derritiera, permitiría que una gran parte del glaciar se deslizara hacia el mar de Amundsen . [2]
En agosto de 2013 se informó del descubrimiento del cañón más largo de la Tierra bajo la capa de hielo de Groenlandia, basándose en un análisis de datos de la Operación IceBridge. [17]
