Un radar espacial o radar a bordo de un vehículo espacial es un radar que opera en el espacio exterior ; un radar en órbita es un radar en órbita y un radar en órbita terrestre es un radar en órbita geocéntrica . Varios satélites de observación de la Tierra , como RADARSAT , han empleado un radar de apertura sintética (SAR) para obtener información sobre el terreno y la cobertura terrestre de la Tierra . [1]
En Estados Unidos, Discoverer II fue un programa de radar espacial militar propuesto que se inició en febrero de 1998 como un programa conjunto de la Fuerza Aérea, DARPA y NRO . El concepto era proporcionar indicación de objetivos móviles terrestres (GMTI) de alta resolución , así como imágenes SAR y cartografía digital de alta resolución. Este programa fue cancelado por el Congreso en 2007. SBR es una versión menos ambiciosa de Discoverer II.
El radar espacial ( SBR ) es una constelación propuesta de satélites de radar activo para el Departamento de Defensa de los Estados Unidos . El sistema SBR permitiría la detección y el seguimiento de aeronaves , buques oceánicos (similar al programa soviético US-A ) y, potencialmente, vehículos terrestres desde el espacio. Esta información se transmitiría a los centros de mando regionales y nacionales, así como a los puestos de mando aerotransportados E-10 MC2A .
El uso de sensores de radar para fines de observación de la Tierra fue iniciado por el satélite Seasat de la NASA / JPL , que llevaba tres sensores de radar diferentes:
Después de Seasat , se han utilizado SAR, altímetros y dispersómetros en varias otras misiones espaciales.
Si bien el SAR, en principio, es similar a sus homólogos aerotransportados (con la ventaja de la mayor cobertura y acceso mundial que ofrece la plataforma satelital), los otros dos son específicos de las operaciones satelitales.
Un altímetro-radar satelital es un radar que mira al nadir con una resolución de alcance muy alta, que mide la topografía de la superficie del océano con una precisión del orden de unos pocos centímetros. Además, el análisis de la amplitud y la forma del eco puede extraer información sobre la velocidad del viento y la altura de las olas, respectivamente. Algunos altímetros-radar (como CryoSat /SIRAL) emplean técnicas de apertura sintética y/o interferométricas : su huella reducida permite el mapeo de superficies más rugosas como los hielos polares.
Un dispersómetro de viento observa la misma porción de la superficie del océano desde diferentes ángulos de visión (al menos 3) a medida que pasa el satélite, midiendo la amplitud del eco y la reflectividad de la superficie correspondiente. Como la reflectividad se ve afectada por la "rugosidad" de la superficie del océano, que a su vez se ve afectada por el viento y también depende de su dirección, este instrumento puede determinar la velocidad y la dirección del viento.
Estos tres tipos de radar se utilizan actualmente en varios satélites. Los dispersómetros son de gran valor para la meteorología operativa, ya que permiten reconstruir los campos de viento a escala global. Los datos de los altímetros de radar se utilizan para la determinación precisa del geoide, el seguimiento de las mareas, las corrientes oceánicas y otros fenómenos oceánicos de gran escala, como El Niño .
Las aplicaciones de los SAR son múltiples: abarcan desde la geología hasta la vigilancia de cultivos, desde la medición del hielo marino hasta la vigilancia de catástrofes y el control del tráfico marítimo, sin olvidar las aplicaciones militares (de hecho, muchos satélites SAR civiles son sistemas de doble uso). Las imágenes SAR ofrecen la gran ventaja, sobre sus homólogos ópticos, de no verse afectadas por las condiciones meteorológicas, como nubes, niebla, etc., lo que las convierte en el sensor de elección cuando se debe garantizar la continuidad de los datos. Además, la interferometría SAR (tanto de doble paso como de paso único, como se utiliza en la misión SRTM ) permite una reconstrucción 3D precisa.
Se han utilizado otros tipos de radares para misiones de observación de la Tierra: radares de precipitación, como la Tropical Rainfall Measuring Mission , o radares de nubes, como el utilizado en Cloudsat .
Al igual que otros satélites de observación de la Tierra , los satélites de radar a menudo utilizan órbitas heliosincrónicas para ignorar las variaciones diurnas de la vegetación, lo que permite medir con mayor precisión las variaciones a largo plazo.
Los satélites de radar de observación de la Tierra y las constelaciones de satélites incluyen los siguientes, con fechas de operación.
La mayoría de los radares que vuelan como carga útil en misiones planetarias (es decir, sin considerar los radares de aviónica, como los radares de atraque y aterrizaje utilizados en Apollo y LEM ) pertenecen a dos categorías: radares de imágenes y sondas.
Radares de imágenes : Los radares de apertura sintética son los únicos instrumentos capaces de penetrar la densa capa de nubes que rodea a planetas como Venus , que fue el primer objetivo de este tipo de misiones. Dos naves espaciales soviéticas ( Venera 15 y Venera 16 ) tomaron imágenes del planeta en 1983 y 1984 utilizando SAR y altímetros de radar . La sonda Magallanes también tomó imágenes de Venus en 1990 y 1994.
El único otro objetivo de una misión de radar de imágenes ha sido Titán , la luna más grande de Saturno , con el fin de penetrar su atmósfera opaca. El radar de la sonda Cassini , que orbitó Saturno entre 2004 y 2017, proporcionó imágenes de la superficie de Titán durante cada sobrevuelo de la luna. El radar de Cassini era un sistema multimodo y podía operar como radar de apertura sintética , altímetro de radar , dispersómetro y radiómetro .
Radares de sondeo : son radares de penetración terrestre de baja frecuencia (normalmente, HF - 3 a 30 MHz - o inferior) , utilizados para adquirir datos sobre la estructura del subsuelo del planeta. Su baja frecuencia de funcionamiento les permite penetrar cientos de metros, o incluso kilómetros, por debajo de la superficie. Normalmente se utilizan técnicas de apertura sintética para reducir la huella terrestre (debido a la baja frecuencia de funcionamiento y a las pequeñas dimensiones admisibles de la antena , el haz es muy amplio) y, por tanto, el eco no deseado de otros objetos de la superficie.
La primera sonda de radar que voló fue la ALSE (Experimento de Sonda Lunar del Apolo) a bordo del Apolo 17 en 1972.
Otros instrumentos de sondeo que se encuentran en órbita (en este caso alrededor de Marte ) son el MARSIS (Mars Advanced Radar for SubSurface and Ionosphere Sounding), a bordo de la sonda Mars Express de la Agencia Espacial Europea , y el SHARAD (Mars SHAllow RADar Sounder), a bordo de la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) del JPL . Ambos están actualmente en funcionamiento. También se utiliza un radar de sondeo en la sonda lunar japonesa SELENE , lanzada el 14 de septiembre de 2007.
Un instrumento similar (dedicado principalmente al sondeo del plasma ionosférico ) se embarcó en la misión marciana japonesa Nozomi (lanzada en 1998 pero perdida).