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Los vientos del océano desde el espacio

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vientos del océano desde el espacio

Los difusómetros ayudan a los científicos a estimar que la velocidad y dirección de los vientos

El 19 de junio se celebró el 15º aniversario del lanzamiento de QuikScat de la NASA, un satélite lanzado en 1999 para una misión de tres años, pero todavía continúa la recolección de datos. Construido en menos de 12 meses, QuikScat ha observado patrones de viento del océano durante 15 años y ha mejorado la predicción del tiempo en todo el mundo. A pesar de un fallo parcial del instrumento en 2009, suministra datos de calibración a los socios internacionales.

En este aniversario el equipo de la misión se está preparando para calibrar el ISS-RapidScat, el sucesor que mantendrá registro de datos ininterrumpidamente de QuikScat. Después de su lanzamiento, en pocos meses RapidScat observará los vientos del océano desde la Estación Espacial Internacional (ISS) para una misión de dos años.

Al igual que QuikScat, ISS-RapidScat fue construido en menos de dos años y en una fracción del presupuesto de su predecesor. Ambas misiones son testimonios de ingenio, la artesanía y la construcción rápida en el nombre de mejorar nuestra comprensión de los vientos de la Tierra.

olas en el océano"Tanto ISS-RapidScat y QuikScat vinieron a punto para reaccionar con rapidez ante el fracaso de otro instrumento en un vehículo espacial", dijo Ernesto Rodríguez, científico del proyecto para la misión ISS-RapidScat del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Lo que diferencia a estas misiones es el costo y el riesgo: RapidScat tuvo que ser construido con una fracción del presupuesto QuikScat, y la misión aceptó un enfoque mucho más arriesgado", dijo Rodríguez. RapidScat se construyó principalmente de piezas de repuesto de QuikScat y será el primer dispersómetro que atracará en la Estación Espacial Internacional.

Los difusómetros ayudan a los científicos a estimar que la velocidad y dirección de los vientos en la superficie del océano mediante el envío de pulsos de microondas hacia la superficie de la Tierra. Fuertes olas u ondulaciones dispersan las microondas, enviando algunas de ellas de nuevo hacia el dispersómetro. Sobre la base de la fuerza de esta retrodispersión, los científicos pueden estimar la fuerza y ​​dirección del viento en la superficie del océano.

Datos del difusómetro son críticos para la observación de los patrones climáticos globales. También ayudan a los pescadores del mar a decidir dónde pescar, a que los capitanes de barcos elijan rutas de navegación y los investigadores rastren huracanes, ciclones y El Niño.

"La utilidad de esta medición de viento es enorme", dijo Jim Graf, del JPL, quien desempeñó como gerente de proyecto de la misión QuikScat en la década de 1990 y ahora es el director adjunto de Ciencias de la Tierra y la Dirección de Tecnología de JPL. "Uno de los factores dominantes en la comprensión del clima es evaluar lo que está sucediendo en la circulación oceánica. Y uno de los factores dominantes en la circulación del océano es el viento en la superficie, que es lo que miden los difusómetros".

La NASA lanzó su primer satélite dispersómetro en 1978 y su segundo instrumento, el NASA Scatterometer (NSCAT), en un satélite japonés en 1996. Cada uno duró menos de un año, pero recogieron cientos de veces más datos sobre los vientos del océano que los barcos o boyas y mejoraron previsiones de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

Pero la nave espacial llevando NSCAT funcionó mal en 1997. Inmediatamente, un equipo de científicos e ingenieros del JPL corrió para conseguir un satélite dispersómetro de vuelta al espacio.

satélite QuikScat"Teníamos la idea de que una nave espacial parcialmente desarrollada podría ser acoplada con una versión avanzada del instrumento que ya estaba en desarrollo, y que se podía conseguir algo rápidamente. Así que nos fuimos a la NASA, y nos dijeron: "Bueno, vamos a darle una oportunidad, pero nosotros queremos que usted esté listo para ir un año a partir de la luz verde", dijo Graf. "Por lo que se echó a andar, y no nos detuvimos por un año entero".

En ese año, Ball Aerospace y Technologies Corp., de Boulder, Colorado, construyeron el bus del satélite QuikScat mientras JPL terminaba el nuevo instrumento dispersómetro SeaWinds. Se puso en marcha en 1999. Durante la siguiente década, QuikScat hizo unas 400.000 mediciones diarias de la velocidad y dirección del viento. Más de 15 millas (25 kilómetros) segmentos del océano, sus medidas fueron lo suficientemente detalladas como para calcular la velocidad media del viento dentro de los 6 pies (2 metros) por segundo.

El instrumento SeaWinds en QuikScat utiliza una antena giratoria para medir una franja de la superficie de la Tierra de 1.118 millas (1.800 kilómetros) de ancho - la distancia entre Los Angeles y Seattle. Cuando QuikScat vuela las rotaciones se superponen para cubrir cada día más del 90 por ciento de la superficie de la Tierra.

Pero a finales de 2009, mucho después del final previsto de la misión de QuikScat, se secó el recubrimiento lubricante de los cojinetes de la antena. En lugar de trazar una franja alrededor de la superficie de la Tierra, que apunta directamente hacia abajo, sólo veía las olas directamente debajo de él. Sin embargo, esos datos eran suficientes para ayudar a calibrar los satélites más nuevos.

"Desde 2009, hemos sido capaces de mantener QuikScat operando con bastante éxito", dijo el Gerente de Proyecto QuikScat Rob Gaston de JPL. "Hemos utilizado las mediciones de retrodispersión de QuikScat con gran éxito, fueron bien comprendidas y se ha demostrado la estabilidad como estándar de calibración para muchos instrumentos, incluyendo otros dispersómetros". La Agencia Espacial Europea y la Organización de Investigación Espacial India han utilizado datos de QuikScat para calibrar dispersómetros en los últimos cinco años.

La tarea final de QuikScat será calibrar su sucesor, RapidScat. El satélite continuará la recogida de datos hasta abril de 2015, cuando será dado de baja después de casi 16 años en órbita.

RapidScat, como QuikScat, fue construido en una fracción de la línea de tiempo que la mayoría de las misiones. Las dos misiones hasta comparten hardware: los ingenieros del JPL utilizaron piezas de prueba de SeaWinds para construir gran parte de RapidScat, que también utiliza una antena de plato giratorio.

RapidScat se lanzará este verano a bordo de una misión de reabastecimiento de SpaceX Dragón. Volar en la órbita de la estación espacial significa que RapidScat pasará más tiempo observando los trópicos de la Tierra que los satélites dispersómetros anteriores, que orbitaban más al norte y al sur.

"RapidScat podrá, por primera vez, hacer un mapa de la evolución de los vientos como el día avanza, lo cual es importante para la comprensión de cómo se desarrollan las nubes y la precipitación, especialmente en los trópicos, que son regiones clave en el sistema climático de la Tierra", dijo Rodríguez. "Proporcionará una referencia común para unir todas estas medidas en conjunto".

Junto con dispersómetros gestionados por la India y Europa, RapidScat mantendrá el registro climático continuo que QuikScat comenzó, al tiempo que añade su propia perspectiva única desde la órbita.

Para obtener más información acerca de ISS-RapidScat, visita: //winds.jpl.nasa.gov/missions/RapidScat/

Para obtener más información acerca de QuikScat, visita: //winds.jpl.nasa.gov/missions/quikscat/