Tal día como hoy...
...en 1991, el satélite ERS-1 despegaba el 17 de julio desde el Centro Espacial de la Guayana en Kourou, Guayana Francesa, a las 03:46 hora de Europa Central, a bordo de un cohete Ariane 4. ERS respondía a las siglas en inglés de European Remote Sensing, y el "1" lo marcaba como el primero de su clase: el satélite de observación de la Tierra más sofisticado jamás desarrollado en Europa en el momento de su lanzamiento, y la primera misión de la ESA dedicada específicamente a monitorizar el medio ambiente de nuestro planeta desde órbita. Con un peso superior a dos toneladas y casi doce metros de envergadura una vez desplegado, ERS-1 completaba una órbita cada 100 minutos a una altitud de 782 kilómetros en una órbita polar heliosíncrona, enviando datos a tierra a 105 megabits por segundo. Había sido diseñado para una misión de tres años. Operaría durante casi nueve.
El satélite llevaba a bordo una combinación de instrumentos sin precedentes para una misión europea. Su pieza central era el Instrumento de Microondas Activo (AMI), un gran sistema de radar de apertura sintética (SAR) que producía imágenes detalladas de la superficie terrestre a una resolución de 30 metros independientemente de la nubosidad o las condiciones de luz, generando 4,5 millones de píxeles por segundo en una franja de 100 kilómetros. El AMI también operaba en modo dispersómetro, midiendo la velocidad y dirección del viento sobre la superficie oceánica mediante el análisis de los patrones de rugosidad en la señal de retorno del radar. El Altímetro de Radar (RA) enviaba pulsos contra las superficies oceánicas y de hielo para medir la altura de la superficie del mar, la altura significativa de ola y la velocidad del viento en el nadir. Y el Radiómetro de Barrido a lo Largo de la Trayectoria (ATSR) medía la temperatura superficial del mar con una exactitud absoluta mejor que 0,5 Kelvin a una resolución espacial de un kilómetro, usando dos vistas del mismo objetivo desde ángulos distintos a lo largo de la trayectoria para corregir la contaminación atmosférica de una forma que ningún radiómetro espacial anterior había logrado. En conjunto, estos instrumentos convirtieron al ERS-1 en el primer satélite capaz de monitorizar el océano simultáneamente en sus dimensiones física, térmica y dinámica desde una única plataforma.
Para la oceanografía física, las contribuciones del ERS-1 fueron tanto directas como fundacionales. El ATSR inició un registro global casi continuo de temperatura superficial del mar que ha sido extendido a través del ATSR-2 en el ERS-2 y el ATSR Avanzado en el Envisat, proporcionando una de las series temporales de TSM derivadas de satélite más largas disponibles para los investigadores del clima. El altímetro de radar contribuyó a la imagen global emergente de la circulación oceánica y la variabilidad del nivel del mar, operando de forma simultánea con el TOPEX/Poseidon desde 1992 y proporcionando cobertura complementaria en latitudes altas, incluidos el Océano Austral y los mares polares que la órbita del TOPEX/Poseidon, inclinada a 66 grados, no podía alcanzar. La órbita polar heliosíncrona del ERS-1 a 98,5 grados de inclinación extendió la cobertura altimétrica a latitudes superiores a 80 grados, permitiendo la primera altimetría de radar sistemática del hielo marino ártico y del casquete glaciar antártico, incluyendo la producción de un modelo digital de elevación de la Antártida que se convirtió en referencia estándar para los estudios glaciológicos. El dispersómetro proporcionó los primeros mapas globales consistentes de los campos de viento superficial sobre el océano, datos que fueron rápidamente asimilados en los modelos de predicción numérica del tiempo y que demostraron operacionalmente lo que hasta entonces solo se había demostrado en concepto: que la teledetección de microondas desde el espacio podía contribuir en tiempo real a la predicción atmosférica y oceánica.
El ERS-1 operó a través de varias fases orbitales distintas, cada una optimizada para diferentes objetivos científicos. Una fase inicial de puesta en servicio fue seguida por un ciclo de repetición de 3 días diseñado para la cartografía de hielo y geodésica, luego un ciclo de repetición exacta de 35 días para oceanografía y monitorización, y finalmente una fase geodésica de 168 días en la que la densa trayectoria terrestre no repetitiva permitió la construcción del mapa más detallado del geoide marino disponible hasta entonces, revelando la topografía del fondo oceánico a través de su expresión gravitatoria en la superficie del mar con una resolución espacial y una cobertura que superaban todo lo logrado anteriormente. El geoide marino derivado del ERS-1 y posteriormente de su satélite hermano ERS-2 transformó la geodesia marina y proporcionó la referencia gravitacional frente a la cual se calibran todas las mediciones altimétricas posteriores de topografía dinámica del océano.
Cuando el ERS-2 fue lanzado en abril de 1995, los dos satélites compartieron brevemente el mismo plano orbital en una configuración en tándem, con el ERS-2 siguiendo la trayectoria terrestre del ERS-1 con exactamente un día de retraso. Esa misión en tándem permitió la comparación directa de imágenes SAR de la misma superficie oceánica en condiciones casi idénticas pero separadas 24 horas, posibilitando la medición de velocidades de corrientes superficiales mediante el desplazamiento de características oceánicas y abriendo una nueva vía metodológica en la oceanografía satelital. El ERS-1 dio por concluida su misión el 10 de marzo de 2000, tras un fallo en el sistema de control de actitud y órbita a bordo. En sus nueve años de operación había completado 45.000 órbitas y adquirido más de 1,5 millones de escenas SAR individuales.
Las contribuciones del ERS-1 a la oceanografía y la observación de la Tierra pueden agruparse en varios ámbitos:
- Primer satélite europeo de observación del océano: El ERS-1 estableció a Europa como una capacidad independiente en la observación satelital de la Tierra, demostrando que la ESA podía diseñar, construir y operar una plataforma multi-instrumento capaz de monitorizar el océano, la atmósfera, la superficie terrestre y la criosfera simultáneamente desde una única nave espacial.
- Serie de temperatura superficial del mar del ATSR: El Radiómetro de Barrido a lo Largo de la Trayectoria inició una serie temporal global de TSM de precisión sin precedentes que, continuada a través de instrumentos ATSR posteriores, abarca hoy más de tres décadas y constituye uno de los conjuntos de datos satelitales primarios para el estudio del contenido de calor oceánico, la variabilidad climática y el calentamiento a largo plazo de la superficie del mar.
- Altimetría polar y de altas latitudes: La órbita polar del ERS-1 extendió la altimetría de radar al Ártico y la Antártida por primera vez, permitiendo la medición de la extensión y el espesor del hielo marino, la cartografía de la topografía del casquete glaciar y la monitorización de la variabilidad del nivel del mar en regiones inaccesibles para la misión TOPEX/Poseidon.
- Geoide marino y cartografía del fondo oceánico: Las fases geodésicas del ERS-1 produjeron la cobertura global más densa de mediciones de altura de la superficie del mar disponible hasta entonces, permitiendo la construcción de un geoide marino de alta resolución que revolucionó el conocimiento de la topografía del fondo oceánico a través de su firma gravitatoria y que sustenta la calibración de todas las misiones altimétricas oceánicas posteriores.
- Campos de viento oceánico operacionales: El dispersómetro del ERS-1 proporcionó los primeros mapas globales sostenidos de vectores de viento superficial oceánico desde el espacio, demostrando la viabilidad de los datos de viento derivados de satélite para la predicción meteorológica y oceánica operacional, y sentando las bases para misiones dispersómetro dedicadas como QuikSCAT y los instrumentos ASCAT de la serie Metop.
- Fundamento del programa Copernicus: El ERS-1 y el ERS-2 fueron los ancestros institucionales y tecnológicos directos del Envisat y posteriormente de la familia de satélites Sentinel, que hoy forma la columna vertebral operacional del programa de observación de la Tierra Copernicus de la Unión Europea. La política de datos, la arquitectura del segmento terrestre, la herencia instrumental y la comunidad científica construida alrededor del ERS alimentaron directamente el sistema que hoy proporciona datos globales de observación de la Tierra de forma gratuita y abierta a millones de usuarios en todo el mundo.
El ERS-1 llegó en un momento en que la oceanografía satelital estaba transitando de la prueba de concepto a la realidad operacional. No tenía la precisión altimétrica del TOPEX/Poseidon, ni la uniformidad global de una misión dedicada a un único instrumento. Lo que tenía era amplitud: una suite de sensores complementarios que, por primera vez, permitían a una única nave espacial observar el océano como un sistema físico acoplado, con temperatura, altura de la superficie, estado del oleaje y viento medidos simultáneamente y de forma coherente desde la misma órbita. Esa visión integrada del océano desde el espacio, rutinaria y dada por sentada hoy, traza su linaje europeo directamente hasta el satélite que despegó de Kourou en la madrugada del 17 de julio de 1991.
Fuentes