Sentinel-3 es una serie de satélites de observación de la Tierra desarrollados por la Agencia Espacial Europea como parte del Programa Copernicus . [4] [5] [6] A partir de 2024, consta de 2 satélites: Sentinel-3A y Sentinel-3B . Después de la puesta en servicio inicial, cada satélite fue entregado a EUMETSAT para la fase de operaciones rutinarias de la misión. Dos satélites recurrentes, Sentinel-3C y Sentinel-3D, seguirán aproximadamente en 2025 y 2028 respectivamente para garantizar la continuidad de la misión Sentinel-3. [7]
Cada satélite Sentinel-3 está diseñado para funcionar durante siete años en una órbita baja heliosincrónica . Los satélites utilizan múltiples sensores para medir la topografía, la temperatura, los ecosistemas marinos, la calidad del agua, la contaminación y otras características para la previsión oceánica y el seguimiento medioambiental.
Los satélites Sentinel-3 viajan en una órbita heliosincrónica a una altitud de aproximadamente 814 km (506 mi), con una inclinación de 98,6° y un ciclo orbital de aproximadamente 100 minutos. La hora local del nodo descendente es las 10:00 am y la duración nominal es de 7,5 años.
Un par de satélites Sentinel-3 permiten un breve tiempo de revisión, lo que permite obtener imágenes de la Tierra al menos una vez cada dos días con el instrumento OLCI y al menos una vez al día con el instrumento SLSTR en el ecuador. Esto se logra utilizando los satélites Sentinel-3A y Sentinel-3B en conjunto. [8] La órbita del satélite proporciona una repetición de 27 días para el paquete de topografía, con un subciclo de 4 días. [6]
El 14 de abril de 2008, la Agencia Espacial Europea y Thales Alenia Space firmaron un contrato de 305 millones de euros para construir el primer GMES Sentinel-3 en su Centro Espacial Mandelieu de Cannes . [9] Bruno Berruti dirigió el equipo que fue responsable de entregar los satélites Copernicus Sentinel-3 desde la mesa de dibujo a la órbita. [10] La plataforma satelital fue entregada a Francia para su integración final en 2013. [11] Los sistemas de comunicaciones fueron completados por Thales Alenia Space España a principios de 2014. [12]
El Sentinel-3A fue lanzado posteriormente el 16 de febrero de 2016 en un vehículo Rokot desde el cosmódromo de Plesetsk , ubicado cerca de Arkhangelsk, Rusia. [8] [13] Este primer lanzamiento fue seguido por el lanzamiento del Sentinel-3B el 25 de abril de 2018, también a bordo de un Rokot. [14] Cada satélite está diseñado para operar durante 7 años. [15]
Los principales objetivos de la misión Sentinel-3 son medir la topografía de la superficie del mar , la temperatura de la superficie terrestre y del mar , y el color de la superficie terrestre y del océano con precisión para apoyar los sistemas de pronóstico oceánico y para el monitoreo ambiental y climático. [4] [6] [5] Sentinel-3 se basa directamente en el legado iniciado por los satélites ERS-2 y Envisat . Se proporcionarán datos casi en tiempo real para pronósticos oceánicos, cartografía del hielo marino y servicios de seguridad marítima sobre el estado de la superficie del océano, incluida la temperatura superficial, los ecosistemas marinos , la calidad del agua y el monitoreo de la contaminación . [6]
Otros objetivos de la misión incluyen: [4] [6]
Sentinel-3 utiliza múltiples instrumentos de detección: [4] [6]
El SLSTR (radiómetro de temperatura de la superficie del mar y la tierra) determina las temperaturas globales de la superficie del mar con una precisión de más de 0,3 K (0,3 °C; 0,5 °F). Mide en nueve canales espectrales y dos bandas adicionales optimizadas para el monitoreo de incendios. Las primeras seis bandas espectrales cubren el espectro visible e infrarrojo cercano (VNIR), así como el espectro infrarrojo de onda corta (SWIR); VNIR para las bandas 1 a 3, y SWIR para las bandas 4 a 6. [16] Estas 6 bandas tienen una resolución espacial de 500 m (1600 pies), mientras que las bandas 7 a 9, así como las dos bandas adicionales, tienen una resolución espacial de 1 km (0,6 mi). [16] Para el instrumento SLSTR en Sentinel-3, la calibración a bordo es una de las características más importantes para los canales térmicos e infrarrojos. Este instrumento tiene dos objetivos de cuerpo negro utilizados para la calibración, uno a una temperatura similar a la óptica (aproximadamente 260 K o −13 °C) y otro a una temperatura más alta (302 K o 29 °C), de modo que el rango de temperatura corresponde a las temperaturas de la superficie del océano medidas por el instrumento. [17] [18]
OLCI (Ocean and Land Colour Instrument) es un espectrómetro de imágenes de resolución media que utiliza cinco cámaras para proporcionar un amplio campo de visión. El OLCI es un escáner de trayectoria continua o de "barba de empuje" , lo que significa que el conjunto de sensores está dispuesto perpendicularmente a la trayectoria de vuelo. [19] Este método elimina esencialmente la distorsión de escala cerca del borde de una imagen que es común en los escáneres de trayectoria transversal o de "escoba giratoria" . OLCI tiene 21 bandas espectrales con longitudes de onda que van desde el óptico hasta el infrarrojo cercano. [20] Las bandas varían en ancho de 400 nm a 1020 nm y sirven para una variedad de propósitos diferentes, incluida la medición de la absorción de vapor de agua , los niveles de aerosol y la absorción de clorofila . [20] SLSTR y OLCI son instrumentos ópticos con una superposición de su trayectoria de barrido, lo que permite nuevas aplicaciones combinadas.
Debido a los factores del cambio climático, las regiones costeras del interior se han convertido en un área de mayor preocupación, y desde 2002 hasta 2012 el Espectrómetro de Imágenes de Resolución Media ( MERIS ) proporcionó observaciones de calidad para el análisis. El OLCI mejora al MERIS en el sentido de que fue construido con seis bandas espectrales adicionales, una relación señal-ruido (SNR) más alta, menor resplandor solar, una resolución espacial máxima de 300 m y una mayor cobertura del terreno que le permite detectar los niveles de cianobacterias dentro de los ecosistemas costeros del interior. [21] El OLCI es actualmente el único sensor en el espacio capaz de detectar cianobacterias. [1]
El altímetro de radar de apertura sintética (SRAL, por sus siglas en inglés) es el principal instrumento topográfico que proporciona mediciones topográficas precisas sobre hielo marino, capas de hielo, ríos y lagos. Utiliza bandas de frecuencia dual Ku y C y está respaldado por un radiómetro de microondas (MWR, por sus siglas en inglés) para la corrección atmosférica y un receptor DORIS para el posicionamiento en órbita. Esto permite que el instrumento, que se basa en misiones heredadas como CryoSat y las misiones Jason , [22] proporcione una resolución de 300 metros y un error de rango total de 3 cm. [23] El instrumento opera su frecuencia de repetición de pulso a 1,9 kHz (modo de baja resolución - LRM, radar de apertura real ) y 17,8 kHz (radar de apertura sintética - SAR). [23]
DORIS (Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrado por Satélite) es un receptor para posicionamiento en órbita.
El MWR (Radiómetro de Microondas) mide el vapor de agua, el contenido de agua en las nubes y la radiación térmica emitida por la Tierra. El sensor MWR tiene una precisión radiométrica de 3,0 K (3,0 °C; 5,4 °F). [24]
El retrorreflector láser (LRR ) ubica con precisión el satélite en órbita mediante un sistema de medición de distancia por láser. Cuando se utiliza en combinación con SRAL, DORIS y MWR, se obtienen mediciones topográficas detalladas del océano y de las aguas continentales.
GNSS ( Sistema global de navegación por satélite ) proporciona una determinación precisa de la órbita y puede rastrear múltiples satélites simultáneamente.
Sentinel-3 es operado por el Centro Europeo de Operaciones Espaciales (ESA) y Eumetsat . Las operaciones en órbita para Sentinel-3 son coordinadas por Eumetsat en Darmstadt, Alemania . Esto incluye monitorear la salud del satélite y los instrumentos, y coordinar la telemetría y los comandos de mantenimiento en el centro de control de vuelo principal en Darmstadt, Alemania. La ESA mantiene un centro de control de vuelo de respaldo en una estación terrestre en Kiruna, Suecia . Además, la ESA opera una estación central de banda X en Svalbard , Noruega. Esta estación es responsable de recibir los datos recopilados por Sentinel-3. [25] Luego, los datos son analizados por el Segmento Terrestre Colaborativo Sentinel y compilados en el Componente Espacial Copernicus (CSC). El CSC es un programa de observación de la Tierra administrado por la ESA con el objetivo de proporcionar un monitoreo continuo de alta calidad de la Tierra. [6]
Las aplicaciones de Sentinel-3 son diversas. Mediante el uso de la colección de sensores a bordo, Sentinel-3 puede detectar la temperatura y el cambio de color de los océanos y la tierra. El instrumento de color de los océanos y la tierra (OLCI) tiene una resolución de 300 m (980 pies) con 21 bandas distintas que permiten una cobertura global en menos de cuatro días. Este sensor puede ser utilizado por investigadores para realizar investigaciones sobre la calidad del agua y el monitoreo de la tierra. [26] El satélite también tiene la capacidad de monitorear la temperatura del mar, la tierra y el hielo a través del radiómetro de temperatura de la superficie del mar y la tierra (SLSTR). Sentinel-3 también tiene la capacidad de detectar cambios en la altura de la superficie del mar y el hielo marino utilizando el altímetro de radar de apertura sintética y el radiómetro de microondas , dos de los sensores más complejos del satélite. [26]
Las observaciones adquiridas por la misión se utilizarán junto con otras misiones de observación de los océanos para contribuir al Sistema Mundial de Observación de los Océanos (GOOS), cuyo objetivo es crear un sistema permanente de observación de los océanos. [26]
