El Sistema de Observación de la Tierra ( EOS ) es un programa de la NASA que comprende una serie de misiones de satélites artificiales e instrumentos científicos en órbita terrestre diseñados para observaciones globales a largo plazo de la superficie terrestre, la biosfera , la atmósfera y los océanos . Desde principios de la década de 1970, la NASA ha estado desarrollando su Sistema de Observación de la Tierra, lanzando una serie de satélites Landsat en la década. Algunos de los primeros incluyeron imágenes pasivas de microondas en 1972 a través del satélite Nimbus 5. [1] Tras el lanzamiento de varias misiones satelitales, la concepción del programa comenzó a fines de la década de 1980 y se expandió rápidamente durante la década de 1990. [2] Desde el inicio del programa, ha seguido desarrollándose, incluyendo; tierra, mar, radiación y atmósfera. [1] Recopilados en un sistema conocido como EOSDIS , la NASA usa estos datos para estudiar la progresión y los cambios en la biosfera de la Tierra. El enfoque principal de esta recopilación de datos rodea la ciencia climática. El programa es la pieza central de la Iniciativa de Ciencias de la Tierra de la NASA .
Antes del desarrollo del actual Sistema de Observación de la Tierra (EOS), las bases de este programa se sentaron a principios de los años 1960 y 1970. TIROS-1 , el primer satélite meteorológico de órbita baja terrestre a escala real . [3] El objetivo principal de TIROS-1 era explorar la observación infrarroja por televisión como método de seguimiento y estudio de la superficie de la Tierra. Crítico para el desarrollo de los satélites actualmente en uso, TIROS-1 fue un programa que permitió a la NASA utilizar instrumentos experimentales y métodos de recopilación de datos para estudiar la meteorología en todo el mundo. Fundamentalmente, esta nueva información recopilada por TIROS-1 permitiría a los meteorólogos y científicos observar eventos meteorológicos a gran escala. Al hacerlo, podrían responder preguntas como "¿deberíamos evacuar la costa debido al huracán?". [3] Después de TIROS, se desarrolló el programa experimental Applications Technology Satellite (ATS). El objetivo principal de estos satélites eran las predicciones meteorológicas y el estudio del entorno del espacio. Cabe destacar que este programa se centró en el lanzamiento de satélites en órbita geoestacionaria y en evaluar la eficacia de este patrón orbital para observar la Tierra. [1] ATS-3 , la misión de mayor duración, tuvo una vida útil de más de 20 años. Fue el primer satélite en capturar imágenes en color desde el espacio y actuó de manera importante como medio de comunicación. [1]
Tras el éxito de TIROS-1 y ATS-3, la NASA, en colaboración con el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), avanzó en la observación de la Tierra a través de una serie de satélites Landsat lanzados durante los años 1970 y 1980. El satélite Nimbus 5, lanzado en 1972, utilizó imágenes pasivas de microondas; un método muy exitoso para observar cambios en la capa de hielo marino. [1] La observación se fomentó con misiones sucesivas como Nimbus 7 , equipada con un escáner de color de la zona costera (CZCS) para detallar los cambios de color en los océanos de la Tierra, y un espectrómetro de mapeo de ozono total (TOMS) para medir la irradiancia solar y la radiancia reflejada de la atmósfera terrestre. [1] Los primeros satélites de estos programas han allanado el camino para gran parte del programa EOS actual. Los satélites TIROS fueron extremadamente importantes para la prueba y el desarrollo no sólo de los instrumentos de observación de la Tierra, como los espectrómetros , sino que también se aprendió mucho de los diversos sensores utilizados para mantener estos satélites en órbita durante períodos de tiempo sostenibles. Sensores como los sensores Horizons se probaron en estos primeros satélites y se han adaptado para producir métodos de observación y configuraciones operativas más avanzados. [1]
Desde el inicio del programa, el objetivo general ha sido el mismo: "monitorear y comprender los componentes clave del sistema climático y sus interacciones mediante observaciones globales a largo plazo". [4] Mediante el uso de varios programas, como LandSat y los programas A-Train, los científicos están adquiriendo una mayor comprensión de la Tierra y sus cambios. Actualmente, los datos recopilados por los satélites en EOS son digitalizados y cotejados por el Sistema de Información y Datos del Sistema de Observación de la Tierra. Los científicos luego usan estos datos para predecir eventos climáticos y, más recientemente, para predecir los efectos del cambio climático para tratados como los acuerdos climáticos de París, con datos recopilados principalmente por EOS y luego analizados.
En un sentido más amplio de la observación de la Tierra y de todas las misiones que afectan al Sistema de Observación de la Tierra, ha habido una variedad de asociaciones intergubernamentales e internacionales que han ayudado a financiar, investigar y desarrollar el complejo conjunto de satélites y naves espaciales que hacen que el Sistema de Observación de la Tierra cumpla con éxito su función. En total, las asociaciones intergubernamentales representan casi el 37% de todas las misiones, mientras que el 27% de las misiones también implican asociaciones internacionales con otros países y empresas internacionales.
En 2022, había nueve satélites LandSat en órbita alrededor de la Tierra, entre ellos los LandSat 7, 8 y 9. El programa LandSat ha involucrado a muchas organizaciones desde su inicio, en particular al Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS). Otras agencias intergubernamentales que han formado parte del programa de Observación de la Tierra incluyen la Administración de Servicios de Ciencias Ambientales (ESSA), el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (USDOD), el Departamento de Energía de los Estados Unidos (USDOE) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos (NOAA). La cooperación de estas agencias intergubernamentales permite una mayor financiación para el programa junto con la colaboración de recursos gubernamentales de varias agencias. A menudo, estas asociaciones comienzan con otra agencia gubernamental que desea un instrumento específico como parte de una carga útil incluida en una misión. [14]
De manera similar, las alianzas internacionales con países han sido el resultado de una carga útil específica (instrumento) que acompaña a una misión existente que la NASA ha desarrollado o de la colaboración de la NASA y la exigencia del uso de las instalaciones de otra agencia espacial, como la Agencia Espacial Europea. Una alianza como ésta se observó en 2000, cuando se lanzó el satélite ERS-1 desde el Centro Espacial de Guayana, un puerto espacial en la Guayana Francesa, Sudamérica. Entre las agencias internacionales que han ayudado o colaborado con la NASA se incluyen CONAE (Agencia Espacial Argentina), CNES (Agencia Espacial Francesa), DLR (Centro Aeroespacial Alemán), la federación espacial estatal Roscosmos de la Federación Rusa y JAXA (Agencia Espacial Japonesa; anteriormente NASDA). [2]
A lo largo de la vida del programa, también ha habido varias asociaciones corporativas y organizativas con empresas con sede tanto en Estados Unidos como a nivel internacional. En 2002, las misiones SeaWIFS contaron con una colaboración con GEOeye, una empresa estadounidense de imágenes satelitales. De manera similar, organizaciones como el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU), la Organización Internacional de Normalización (IOS), el Sistema Mundial de Datos (WDS) y el Comité de Satélites de Observación de la Tierra (CEOS) han participado en la planificación, la recopilación de datos y el análisis de datos de las misiones. Como se mencionó, la financiación, las adiciones instrumentales y la asistencia adicional en la coordinación y el análisis de datos son todos beneficios de estas asociaciones. [15]
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A medida que el Sistema de Observación de la Tierra se vuelve más crucial en el estudio del clima y los cambios de la Tierra, el programa seguirá evolucionando. La NASA, junto con otras agencias gubernamentales como la Agencia Espacial Europea y NASDA (Japón), han planeado muchas misiones futuras. Sentinel 6B es una de esas misiones con el objetivo de continuar las observaciones del agua y el océano. Un objetivo clave de las misiones Sentinel es monitorear el aumento del nivel del mar, un indicador principal del cambio climático y el calentamiento global. A medida que la política del Acuerdo de París y más países apuntan a un mundo neutral en carbono, los datos recopilados por las misiones Sentinel ayudarán a seguir entendiendo el clima cambiante de la Tierra. También se espera que uno de los satélites Sentinel pruebe un nuevo experimento con respecto a la predicción del tiempo. Como parte de su carga útil, utilizará el Sistema Global de Navegación por Satélite de Ocultación por Radio (GNSS-RO), un método para detallar los cambios y la información de diferentes capas de la atmósfera. [18]
Se espera que los sistemas de satélites polares conjuntos (JPSS) se lancen en 2027. Este proyecto será una colaboración intergubernamental entre la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y observará una nueva generación de satélites ambientales en órbita polar. Fundamentalmente, estos satélites en órbita polar no son geoestacionarios, lo que significa que estos dos satélites tendrán un ángulo de inclinación de cerca de 90 grados con respecto al ecuador. Fundamentalmente, este proyecto continúa y es el tercer y cuarto satélite de la serie JPSS. La carga útil para este tipo de satélite incluirá un radiómetro de imágenes infrarrojas visibles, una sonda de microondas de tecnología avanzada y un conjunto de mapeo y perfilador de ozono. Los datos recopilados por esta variedad de instrumentos incluirán predicción numérica del tiempo que se utilizará para la modelización y la predicción de pronósticos. [19]
La misión de investigación de corrientes ascendentes convectivas, una rama de las misiones Earth Venture, está prevista que cuente con tres satélites pequeños. Los tres satélites orbitarán en estrecha coordinación y tendrán como objetivo comprender la formación de tormentas convectivas y precipitaciones intensas. Su objetivo no es solo saber cómo, sino también saber exactamente dónde y cuándo se formarán. Aunque todavía se encuentra en las etapas de planificación y desarrollo, el primero de los tres satélites en EVM-3 se lanzará en 2027. Después de deliberar entre 12 propuestas de EVM en 2021, se seleccionó la misión INCUS tras una revisión por parte de los panelistas. La directora de Ciencias de la Tierra de la NASA, Karen St. Germain, afirmó: "En un clima cambiante, una información más precisa sobre cómo se desarrollan e intensifican las tormentas puede ayudar a mejorar los modelos meteorológicos y nuestra capacidad para predecir el riesgo de fenómenos meteorológicos extremos". Como los efectos del cambio climático son cada vez mayores con el aumento de las temperaturas del nivel del mar a nivel mundial, se prevé que las tormentas tendrán una mayor intensidad y se producirán con mayor frecuencia. Esto es resultado del aumento del vapor de agua que se mueve hacia arriba creando las corrientes de convección. INCUS ayudará a los científicos a comprender estas corrientes y a predecir la probabilidad y la ubicación de grandes tormentas cuando esté en pleno funcionamiento. [20]
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