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 de la tierra , las características de la vegetación y las nubes. [9] ICESat-2, una continuación de la misión ICESat , fue lanzado el 15 de septiembre de 2018 a bordo del Delta II como el vuelo final desde la Base Aérea Vandenberg en California, [4] en una órbita casi circular, casi polar con una altitud de aproximadamente 496 km (308 mi). Fue diseñado para operar durante tres años y llevar 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 balance 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 en todo el mundo, además de la cobertura específica de los polos. ICESat-2 también tiene la capacidad de detectar la topografía del fondo marino hasta 100 pies (30 m) por debajo de la superficie en áreas costeras con aguas claras. [11] Debido a que los grandes cambios de la cubierta de hielo polar en el calentamiento global no se cuantifican, uno de los principales propósitos de ICESat-2 es medir el cambio de la elevación de las capas de hielo mediante su sistema láser y lidar para cuantificar la influencia del derretimiento de la capa de hielo 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 durante el tiempo. [12]
La nave espacial ICESat-2 fue construida y probada por Northrop Grumman Innovation Systems en Gilbert, Arizona, [13] mientras que el instrumento de a bordo, ATLAS, fue construido y administrado por Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland . El instrumento ATLAS fue diseñado y construido por el centro, y el bus fue construido por 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 del ICESat-2 es el Sistema de Altímetro Láser Topográfico Avanzado (ATLAS), un lidar espacial . Fue diseñado y construido en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard, 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 hasta la Tierra y de regreso; los programas informáticos utilizan el tiempo de viaje de múltiples pulsos para determinar la elevación. [18]
ATLAS emite pulsos láser visibles a una longitud de onda de 532 nm ( Verde ). A medida que 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 solo un haz láser. El mayor número de láseres permite una mejor cobertura de la superficie de la Tierra. [8] Cada par de haces está separado por 3,3 km (2,1 mi) a lo largo de la trayectoria del haz, y cada haz de un par está separado por 2,5 km (1,6 mi) a lo largo de la trayectoria del haz. El conjunto de láseres se gira 2 grados con respecto a la trayectoria terrestre del satélite, de modo que una trayectoria del par de haces está separada por unos 90 m (300 ft). La frecuencia del pulso láser combinada con la velocidad del satélite da como resultado que ATLAS tome una medición de elevación cada 70 cm (28 in) a lo largo de la trayectoria terrestre del satélite. [17] [19] [20]
El láser dispara a una velocidad de 10 kHz. Cada pulso emite unos 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 de vuelta al satélite. Alrededor de 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 fuerza específica y mantiene su forma en un amplio rango de temperaturas. El telescopio recoge fotones con una longitud de onda de 532 nm, filtrando así la luz irrelevante en la atmósfera. Los programas informáticos identifican además los fotones de 532 nm en el conjunto de datos; solo los fotones reflejados del láser se conservan para su análisis. [22]
Un atributo notable de ATLAS es que los ingenieros permitieron que el satélite controle su posición en el espacio, lo cual es relevante porque ATLAS registra la distancia desde sí mismo hasta el suelo, y si su posición es incorrecta, la medición registrada para la elevación de la Tierra también lo será. Los ingenieros también construyeron el sistema de referencia láser, que confirma que el láser está ajustado de acuerdo con el telescopio. Si el telescopio o el láser están desfasados, el satélite puede hacer sus propios ajustes en consecuencia. [23]
El Centro de Archivo Activo Distribuido del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo administra los datos científicos de ICESat-2. [24]
ICESat-2 tiene cuatro objetivos científicos: [25] [26]
Además, ICESat-2 tomará mediciones de nubes y aerosoles, la altura de los océanos, cuerpos de agua continentales 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 desmantelada en 2010. Cuando el proyecto entró en su primera fase en 2010, se esperaba que estuviera listo para su lanzamiento tan pronto como en 2015. En diciembre de 2012, la NASA informó que esperaban que el proyecto se lanzara en 2016. En los años siguientes, problemas técnicos con el único instrumento a bordo de la misión, ATLAS, retrasaron aún más la misión, retrasando el lanzamiento esperado de fines de 2016 a mayo de 2017. [28] En julio de 2014, la NASA presentó un informe al Congreso detallando las razones del retraso y un exceso de presupuesto proyectado, como lo exige la ley para los proyectos de la NASA que gastan al menos un 15% más 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 del 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 Aérea Vandenberg a bordo de un Delta II 7420-10C. [4] Para mantener un grado de continuidad de datos entre el desmantelamiento del ICESat y el lanzamiento del ICESat-2, la Operación IceBridge de la NASA utilizó una variedad de aeronaves 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, incluyendo hidrología, ciencia atmosférica, oceanografía y ciencia de la vegetación. [32] Los primeros usuarios del programa, incluyendo científicos del hielo, ecologistas y la Marina, trabajan con el equipo de aplicaciones de 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 a 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 al Equipo Científico del 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.
