Tal día como hoy...
...en 2016, el satélite Sentinel-3A despegaba el 16 de febrero a las 17:57 UTC desde el Cosmódromo de Plesetsk, en el norte de Rusia, a bordo de un lanzador Rokot derivado de un misil balístico intercontinental SS-19 reconvertido. El lanzamiento marcó el debut operacional del satélite de observación oceánica más completo jamás puesto en órbita bajo el programa europeo Copernicus, y la primera misión en combinar color oceánico, temperatura superficial del mar y altimetría de radar en una única plataforma diseñada desde el principio para un servicio sostenido, rutinario y operacional, en lugar de para la investigación experimental. El Sentinel-3A pesaba 1.250 kilogramos y fue construido por Thales Alenia Space sobre la plataforma Prima. Su gemelo, el Sentinel-3B, lo siguió el 25 de abril de 2018, completando la constelación de dos satélites que proporciona el conjunto completo de mediciones para las que fue diseñada la misión. Un tercer satélite, el Sentinel-3C, está previsto para su lanzamiento en 2026 con el fin de garantizar la continuidad a largo plazo.
El Sentinel-3 traza su linaje directamente a los satélites ERS y al Envisat, la gran plataforma multi-instrumento de observación de la Tierra de la ESA que operó desde 2002 hasta su repentina pérdida de contacto en abril de 2012. El Envisat había llevado a bordo el sensor de color oceánico MERIS, el radiómetro de temperatura superficial AATSR y el altímetro de radar RA-2, instrumentos cuyos flujos de datos se habían vuelto esenciales para las comunidades de investigación oceanográfica y climática a lo largo de una década de operaciones. Cuando el Envisat falló sin previo aviso, dejó una brecha en la continuidad de esos registros que subrayó la vulnerabilidad de depender de una única plataforma grande. El Sentinel-3 fue diseñado para abordar esa vulnerabilidad: un satélite más pequeño y ágil, construido para ser replicado y reemplazado, portando versiones mejoradas de los mismos tipos de instrumentos dentro del marco institucional del programa Copernicus, que garantizó el acceso libre y abierto a los datos como principio fundacional.
El satélite lleva tres instrumentos científicos principales. El Instrumento de Color de Océano y Tierra (OLCI) es un radiómetro óptico de barrido en línea que mide la luz solar reflejada en 21 bandas espectrales entre 400 y 1.020 nanómetros a una resolución espacial de 300 metros en una franja de 1.270 kilómetros, inclinada 12,6 grados al oeste del nadir para reducir la contaminación por el brillo solar. El OLCI es el sucesor directo del sensor MERIS del Envisat y la continuación operacional del registro de color oceánico que el SeaWiFS inició en 1997. Sus 21 bandas, frente a las 15 del MERIS, proporcionan una mejor discriminación de los tipos funcionales de fitoplancton, la materia orgánica disuelta coloreada y los sedimentos en suspensión, y su franja y frecuencia de revisita permiten una cobertura global casi diaria del color oceánico a una resolución suficiente para resolver rasgos de mesoescala, dinámicas costeras y florecimientos de algas nocivas. El Radiómetro de Temperatura de la Superficie del Mar y la Tierra (SLSTR) mide la radiación térmica emitida en nueve bandas espectrales a una resolución de un kilómetro, usando una geometría de doble barrido con vistas al nadir y en ángulo oblicuo del mismo objetivo para corregir la emisión atmosférica de la misma forma en que lo hacía la serie ATSR en el ERS y el Envisat, continuando un registro de temperatura superficial del mar que se remonta a 1991. Los dos instrumentos ópticos se solapan completamente en su cobertura, permitiendo observaciones simultáneas y colocalizadas de color oceánico y temperatura superficial que pueden combinarse para caracterizar frentes, remolinos y sistemas de afloramiento en sus dimensiones biológica y térmica de forma simultánea.
El tercer instrumento, el Altímetro de Radar SAR (SRAL), combina el procesamiento de radar de apertura sintética con la altimetría convencional de pulso limitado para medir la altura de la superficie del mar, la altura significativa de las olas y la velocidad del viento superficial. La altimetría SAR, también conocida como altimetría de retardo-Doppler, utiliza el procesamiento Doppler a lo largo de la trayectoria para alcanzar una resolución en tierra de aproximadamente 300 metros en la dirección a lo largo de la trayectoria, frente a varios kilómetros para los altímetros convencionales de pulso limitado. Esa mejora en la resolución permite medir la altura de la superficie del mar de forma fiable mucho más cerca de la costa que los altímetros anteriores, abriendo el océano costero a la monitorización altimétrica sistemática por primera vez y permitiendo la observación de rasgos de escala menor como desembocaduras de ríos, fiordos y remolinos costeros que habían sido invisibles para la altimetría convencional. El SRAL está complementado por un Radiómetro de Microondas para la corrección troposférica húmeda y por receptores DORIS y GNSS para la determinación precisa de la órbita.
Una característica del Sentinel-3 que lo distingue de sus predecesores es el marco institucional en el que opera. La misión es gestionada conjuntamente por la ESA y EUMETSAT, con la ESA responsable de los productos terrestres y EUMETSAT de los productos marinos. Todos los datos se proporcionan de forma gratuita y en tiempo casi real a cualquier usuario en todo el mundo, sin requisitos de registro ni restricciones de uso, a través del Ecosistema de Espacio de Datos Copernicus. Esa política de datos abiertos, incorporada en la base legal del programa Copernicus, representa un cambio fundamental respecto a los modelos de acceso a datos de misiones anteriores, incluido el SeaWiFS de gestión comercial y los archivos restringidos de algunos programas nacionales de satélites oceanográficos. Ha convertido los datos del Sentinel-3 en una entrada estándar para los sistemas operacionales de predicción oceánica de toda Europa y a nivel global, incluido el Servicio Marino Copernicus (CMEMS), que distribuye productos derivados del Sentinel-3 como parte de su cartera operacional de análisis y predicción oceánica.
Las contribuciones del Sentinel-3 a la oceanografía y la observación de la Tierra pueden agruparse en varios ámbitos interrelacionados:
- Color oceánico operacional desde el espacio: Con su radiómetro OLCI de 21 bandas a 300 metros de resolución y cobertura global casi diaria, el Sentinel-3 proporciona el conjunto de datos de color oceánico operacional más capaz disponible actualmente, continuando y mejorando el registro iniciado por el CZCS en 1978, extendido por el SeaWiFS desde 1997 y mantenido a través del MERIS en el Envisat, con aplicaciones directas al seguimiento de la biomasa de fitoplancton, la producción primaria, los florecimientos de algas nocivas, la calidad del agua y la salud de los ecosistemas marinos.
- Continuidad del registro de temperatura superficial del mar: El SLSTR continúa la metodología de doble vista de la serie ATSR en el ERS-1, ERS-2 y el Envisat, manteniendo un registro de temperatura superficial del mar con una exactitud mejor que un kelvin que abarca hoy más de tres décadas y constituye uno de los conjuntos de datos satelitales primarios para el estudio de la variabilidad del contenido de calor oceánico y las tendencias de calentamiento superficial a largo plazo.
- Altimetría SAR y monitorización del océano costero: El uso de procesamiento de retardo-Doppler en el SRAL extiende la cobertura altimétrica fiable a aguas costeras que habían sido inaccesibles para los altímetros convencionales de pulso limitado, permitiendo por primera vez la monitorización sistemática del nivel del mar, la altura de las olas y la velocidad del viento en las regiones donde el océano afecta más directamente a las sociedades humanas.
- Observación oceánica multi-parámetro simultánea: La colocalización del OLCI, el SLSTR y el SRAL en una única plataforma, con franjas completamente solapadas para los instrumentos ópticos, permite la caracterización simultánea de frentes oceánicos, remolinos y sistemas de afloramiento en sus dimensiones de color, térmica y dinámica, una capacidad que requiere tres misiones satelitales separadas cuando los instrumentos se embarcan de forma independiente.
- Marco de datos abiertos y operacionales: La política de datos gratuitos y abiertos en tiempo casi real del programa Copernicus, encarnada en las operaciones del Sentinel-3, ha establecido un nuevo estándar para la observación oceánica operacional desde el espacio, poniendo datos sistemáticos globales de color oceánico, temperatura y altimetría a disposición de centros de predicción, instituciones de investigación y usuarios públicos de todo el mundo sin coste alguno.
El Sentinel-3 representa un cambio en la forma en que Europa concibe la oceanografía satelital: de misiones de investigación con vidas útiles finitas a servicios operacionales con continuidad garantizada. El CZCS, el ERS, el Envisat y el SeaWiFS fueron experimentos científicos que por casualidad produjeron registros largos; el Sentinel-3 fue diseñado desde el principio como una infraestructura, construida para ser reemplazada y sostenida indefinidamente. Ese cambio de filosofía, tanto como las mejoras instrumentales que permitió, es lo que hace del lanzamiento del Sentinel-3A el 16 de febrero de 2016 una fecha genuinamente significativa en la historia de la observación del océano desde el espacio.
Fuentes