Un satélite de observación de la Tierra o satélite de teledetección de la Tierra es un satélite utilizado o diseñado para la observación de la Tierra (EO) desde la órbita , incluidos los satélites espía y otros similares destinados a usos no militares, como la vigilancia medioambiental , la meteorología , la cartografía y otros. El tipo más común son los satélites de imágenes de la Tierra , que toman imágenes satelitales , análogas a las fotografías aéreas ; algunos satélites de EO pueden realizar teledetección sin formar imágenes, como en la ocultación por radio GNSS .
La primera aparición de teledetección por satélite se puede fechar con el lanzamiento del primer satélite artificial, Sputnik 1 , por la Unión Soviética el 4 de octubre de 1957. [1] Sputnik 1 envió señales de radio, que los científicos usaron para estudiar la ionosfera . [2] La Agencia de Misiles Balísticos del Ejército de los Estados Unidos lanzó el primer satélite estadounidense, Explorer 1 , para el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA el 31 de enero de 1958. La información enviada desde su detector de radiación condujo al descubrimiento de los cinturones de radiación de Van Allen de la Tierra . [3] La nave espacial TIROS-1 , lanzada el 1 de abril de 1960, como parte del programa del Satélite de Observación Infrarroja por Televisión (TIROS) de la NASA, envió las primeras imágenes de televisión de patrones climáticos tomadas desde el espacio. [1]
En 2008, había más de 150 satélites de observación de la Tierra en órbita, que registraban datos con sensores pasivos y activos y adquirían más de 10 terabits de datos diariamente. [1] Para 2021, ese total había aumentado a más de 950, y el mayor número de satélites eran operados por la empresa estadounidense Planet Labs . [4]
La mayoría de los satélites de observación de la Tierra llevan instrumentos que deben operar a una altitud relativamente baja. La mayoría orbitan a altitudes superiores a 500 a 600 kilómetros (310 a 370 millas). Las órbitas más bajas tienen una resistencia aerodinámica significativa , lo que hace necesarias maniobras frecuentes de reimpulso de órbita. Los satélites de observación de la Tierra ERS-1, ERS-2 y Envisat de la Agencia Espacial Europea, así como la nave espacial MetOp de EUMETSAT, operan a altitudes de aproximadamente 800 km (500 millas). Las naves espaciales Proba-1 , Proba-2 y SMOS de la Agencia Espacial Europea observan la Tierra desde una altitud de aproximadamente 700 km (430 millas). Los satélites de observación de la Tierra de los EAU, DubaiSat-1 y DubaiSat-2 también están colocados en órbitas terrestres bajas (LEO) y proporcionan imágenes satelitales de varias partes de la Tierra. [5] [6]
Para obtener una cobertura global con una órbita baja, se utiliza una órbita polar . Una órbita baja tendrá un período orbital de aproximadamente 100 minutos y la Tierra rotará alrededor de su eje polar unos 25° entre órbitas sucesivas. La trayectoria terrestre se mueve hacia el oeste 25° en cada órbita, lo que permite escanear una sección diferente del globo con cada órbita. La mayoría están en órbitas heliosincrónicas .
Una órbita geoestacionaria , a 36.000 km (22.000 mi), permite a un satélite flotar sobre un punto constante de la Tierra, ya que el período orbital a esta altitud es de 24 horas. Esto permite una cobertura ininterrumpida de más de 1/3 de la Tierra por satélite, por lo que tres satélites, espaciados 120° entre sí, pueden cubrir toda la Tierra. Este tipo de órbita se utiliza principalmente para satélites meteorológicos .
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En su libro de 1928, El problema de los viajes espaciales , Herman Potočnik exploró la idea de utilizar naves espaciales en órbita para la observación detallada de la Tierra con fines pacíficos y militares . Describió cómo las condiciones especiales del espacio podrían ser útiles para los experimentos científicos. El libro describía los satélites geoestacionarios (propuestos por primera vez por Konstantin Tsiolkovsky ) y analizaba la comunicación entre ellos y la Tierra mediante radio, pero no llegaba a abordar la idea de utilizar satélites para la difusión masiva y como retransmisores de telecomunicaciones. [7]
El inicio de la Guerra Fría impulsó el rápido desarrollo de sistemas de lanzamiento de satélites y tecnología de cámaras capaces de realizar una observación suficiente de la Tierra para obtener información sobre la infraestructura militar enemiga y evaluar la postura nuclear. [8] Tras el incidente del U-2 en 1960, que puso de relieve los riesgos del espionaje aéreo, Estados Unidos aceleró los programas de satélites de vigilancia como CORONA . Los satélites reemplazaron en gran medida los vuelos de aeronaves para la vigilancia después de 1960. [9]
Un satélite meteorológico es un tipo de satélite que se utiliza principalmente para monitorear el tiempo y el clima de la Tierra . [10] Sin embargo, estos satélites meteorológicos ven más que nubes y sistemas de nubes. Las luces de la ciudad, los incendios , los efectos de la contaminación , las auroras , las tormentas de arena y polvo , la capa de nieve , el mapeo del hielo , los límites de las corrientes oceánicas , los flujos de energía , etc., son otros tipos de información ambiental recopilada mediante satélites meteorológicos.
Las imágenes satelitales meteorológicas ayudaron a monitorear la nube de ceniza volcánica del Monte St. Helens y la actividad de otros volcanes como el Monte Etna . [11] También se ha monitoreado el humo de los incendios en el oeste de los Estados Unidos, como Colorado y Utah .
Otros satélites ambientales pueden ayudar a la vigilancia ambiental detectando cambios en la vegetación de la Tierra, el contenido de gases traza atmosféricos, el estado del mar, el color del océano y los campos de hielo. Al monitorear los cambios de la vegetación a lo largo del tiempo, se pueden monitorear las sequías comparando el estado actual de la vegetación con su promedio a largo plazo. [12] Por ejemplo, el derrame de petróleo de 2002 frente a la costa noroeste de España fue observado atentamente por el ENVISAT europeo , que, aunque no es un satélite meteorológico, vuela un instrumento (ASAR) que puede ver cambios en la superficie del mar. Las emisiones antropogénicas se pueden monitorear evaluando los datos de NO 2 y SO 2 troposféricos . [ cita requerida ]
Este tipo de satélites se encuentran casi siempre en órbitas heliosincrónicas y "congeladas" . Una órbita heliosincrónica pasa sobre cada punto del suelo a la misma hora del día, de modo que las observaciones de cada paso se pueden comparar más fácilmente, ya que el Sol está en el mismo punto en cada observación. Una órbita "congelada" es la órbita más cercana posible a una órbita circular que no se ve alterada por el achatamiento de la Tierra , la atracción gravitatoria del Sol y la Luna, la presión de la radiación solar y la resistencia del aire . [ cita requerida ]
El terreno se puede mapear desde el espacio con el uso de satélites, como Radarsat-1 [13] y TerraSAR-X .
Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), el servicio de exploración de la Tierra por satélite (también: servicio de radiocomunicación de exploración de la Tierra por satélite ) se define, según el artículo 1.51 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la UIT [14] , como:
Un servicio de radiocomunicación entre estaciones terrenas y una o más estaciones espaciales , que puede incluir enlaces entre estaciones espaciales, en el que:
- La información relativa a las características de la Tierra y sus fenómenos naturales, incluidos los datos relativos al estado del medio ambiente, se obtiene a partir de sensores pasivos o activos instalados en satélites ;
- Se recoge información similar desde plataformas aéreas o terrestres;
- dicha información podrá distribuirse a estaciones terrestres dentro del sistema en cuestión;
- Se puede incluir interrogación de plataforma.
Este servicio también podrá incluir los enlaces alimentadores necesarios para su funcionamiento.
Este servicio de radiocomunicación se clasifica de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (artículo 1) de la siguiente manera: [ cita requerida ]
Servicio fijo (artículo 1.20)
La asignación de frecuencias radioeléctricas se realiza de conformidad con el Artículo 5 del Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (edición 2012). [15]
Con el fin de mejorar la armonización en la utilización del espectro, la mayoría de las asignaciones de servicios estipuladas en este documento se incorporaron en los Cuadros nacionales de asignación y utilización de frecuencias, que son responsabilidad de la administración nacional correspondiente. La asignación puede ser primaria, secundaria, exclusiva y compartida.
Sin embargo, el uso militar, en bandas donde hay uso civil, se ajustará al Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT.
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