ESA lanza GOCE, la primera misión Earth Explorer

El satélite GOCE (por sus siglas en inglés de Explorador del Campo Gravitatorio y la Circulación Oceánica), desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA), ha sido situado en una órbita terrestre baja, casi heliosíncrona, por un lanzador Rockot que despegó del cosmódromo Plesetsk, situado en el norte de Rusia.

Con dicho lanzamiento se inicia una nueva fase en la historia de la observación terrestre por parte de Europa. GOCE es el primero de una nueva gama de satélites de la ESA diseñados para estudiar nuestro planeta y su entorno, con el objetivo de ampliar nuestros conocimientos sobre los sistemas terrestres y su evolución de modo que podamos enfrentarnos a los retos del cambio climático global. En su caso concreto, GOCE medirá las diferencias mínimas del campo gravitatorio que rodea la Tierra.

El lanzador ruso Rockot, que es un antiguo misil balístico remodelado, despegó a las 15:21 CET (14:21 GMT) y se desplazó hacia el norte sobrevolando el Ártico. Unos 90 minutos después, tras describir un giro orbital y quemar dos etapas superiores del cohete Breeze-KM, el satélite de 1.052 kg de peso se desprendió y se situó con éxito en una órbita polar circular a 280 km de altitud y una inclinación de 96,7º hacia el Ecuador. El lanzamiento estuvo a cargo de los Servicios de Lanzamiento Eurockot, una compañía alemana/rusa con sede en Bremen, Alemania.  

Poco después de la separación (vídeo), el contacto con GOCE se estableció a través de la estación de seguimiento de la ESA situada en Kiruna, Suecia. El satélite se encuentra ahora bajo el control del Centro Europeo de Operaciones Espaciales de la ESA, en Darmstadt, Alemania.

“GOCE es el primer satélite científico de la ESA que se dedica a la observación terrestre desde Envisat en 2002. El tamaño es distinto pero los objetivos no han variado: suministrar los mejores datos técnicos que nuestra tecnología puede poner al servicio de la comunidad científica y, en última instancia, de los ciudadanos de Europa y del mundo”, explicó Jean-Jacques Dordain, Director General de la ESA.

El satélite GOCE fue seleccionado en 1999 para la primera misión Core de Earth Explorer, dentro del programa Living Planet (Planeta vivo) de la ESA. Fue desarrollado por un consorcio industrial dirigido por la compañía Thales Alenia Space de Turín, Italia. EADS Astrium Space, de Friedrichshafen, Alemania, suministró la plataforma. Thales Alenia Space, con sede en Cannes, Francia, desarrolló e integró el instrumento principal mediante sensores ultraprecisos desarrollados por Onera, de Francia. En total, 45 empresas europeas han contribuido a la construcción del satélite.

Durante 24 meses, GOCE recopilará datos de gravitación tridimensionales de todo el planeta. Los datos originales se procesarán en tierra y se utilizarán para crear el mapa más preciso del campo gravitatorio de la Tierra logrado hasta el momento y para ajustar el geoide, que es la forma de referencia real de nuestro planeta. El conocimiento preciso del geoide, que puede considerarse como la superficie de un océano global ideal en reposo, tendrá un papel muy importante en el estudio futuro de nuestro planeta, sus océanos y su atmósfera. Servirá de modelo de referencia para la medición y el modelado de los cambios del nivel del mar, la circulación de los océanos y la dinámica de los casquetes polares.

Una carga útil única en un satélite sin igual

El instrumento principal (vídeo) es un sofisticado gradiómetro de gravedad electrostático que cuenta con seis acelerómetros de gran sensibilidad, montados en parejas a lo largo de tres ejes perpendiculares en una estructura de carbono-carbono sumamente estable. La misión no medirá la gravedad en sí, sino las minúsculas diferencias de gravedad entre los pares de acelerómetros con 50 cm de separación.

Los datos recopilados por GOCE tendrán una precisión de 1 a 2 cm en la altitud del geoide y de 1 mGal en la detección de anomalías del campo gravitatorio (las montañas, por ejemplo, suelen provocar variaciones gravitatorias locales que van desde decenas de mGal hasta cerca del centenar). GOCE ofrecerá mejor resolución espacial, de 100 km, en comparación con los cientos o miles de kilómetros de las misiones anteriores.

Para poder obtener el máximo rendimiento del gradiómetro, la sonda GOCE ha sido diseñada de modo que ofrezca un entorno sumamente estable y sereno, a pesar de moverse en una órbita baja en la que existe una resistencia ligera, aunque importante, provocada por las capas superiores de la atmósfera. Es la principal razón de su esbelto diseño aerodinámico, en forma de flecha, de 5 metros de longitud.

La sonda también dispone de dos motores de iones de xenón de baja potencia, uno principal y otro de reserva, cada uno de los cuales puede suministrar de 1 a 20 milinewtons de empuje (una fuerza equivalente a nuestra espiración). Esos impulsores se utilizarán para compensar la resistencia atmosférica en tiempo real, en función de la aceleración media detectada por los dos acelerómetros montados en el eje de velocidad.

La estructura y el diseño del satélite también se han optimizado a fin de eliminar todo tipo de perturbaciones, mediante el uso de materiales ultraestables y la ausencia de piezas desplegables o móviles.

Una misión con muchas ventajas

En las próximas seis semanas, equipos de la ESA y de sus socios industriales comprobarán y pondrán a punto el satélite GOCE. A continuación lo trasladarán a su órbita operativa, a 263 km de altitud, y su carga útil se someterá a otras seis semanas de calibración y puesta a punto. Está previsto que las operaciones de la misión se inicien en el verano de 2009.

Una cartografía tan precisa del campo gravitatorio terrestre será de utilidad para todas las ramas de las Ciencias de la Tierra.

A la geodesia le aportará un modelo de referencia unificado para mediciones de altura en todo el mundo, sin interrupciones entre los sistemas de altitud de diferentes masas terrestres, países y continentes. Esto permitirá un mejor estudio de los cambios del nivel del mar, con la posibilidad de compararlos con los más de 200 años de registro de los niveles del mar en todo el planeta.

En el caso de la oceanografía, un conocimiento más profundo del campo gravitatorio reducirá mucho las dudas que existen sobre el calor del océano y la transferencia de masa, lo que se traducirá en una mejora extraordinaria de los modelos globales de circulación de los océanos y de previsión climática. GOCE también ampliará nuestros conocimientos sobre el lecho rocoso del casquete polar en Groenlandia y en la Antártida. Con un mapa exacto del geoide será más fácil determinar la órbita de los satélites que monitorizan la capa de hielo y, así, aumentar la precisión de las mediciones.

En el campo de la geofísica, la combinación de los resultados de GOCE con datos magnéticos, topográficos y sismológicos permitirá crear mapas 3D detallados de los cambios de densidad de la corteza y el manto superior terrestres. Será un gran aporte para la mejora de todos los tipos de modelación de las cuencas sedimentarias, las fracturas, los movimientos tectónicos y el cambio vertical mar-tierra, que redundará en una mayor comprensión de los procesos que originan riesgos naturales.

Una misión Earth Explorer a la que seguirán otras

“El éxito de este lanzamiento marca el inicio de una nueva generación de satélites científicos europeos de observación terrestre”, destacó Volker Liebig, Director de los Programas de Observación Terrestre de la ESA. “Es el primero de una nueva generación de satélites científicos pequeños con un objetivo específico, que abre el camino a nuevas misiones Earth Explorer. Los científicos aguardan con impaciencia los datos que aportarán dichas misiones. Tenemos cuatro lanzamientos más previstos para los dos próximos años, lo cual significa que estaremos muy ocupados.”

GOCE es la primera de las misiones Core de Earth Explorer, dentro del programa Living Planet de la ESA iniciado en 1999 para impulsar el estudio de la atmósfera, la biosfera, la hidrosfera, la criosfera y el interior de la Tierra, de su interacción y del efecto de las actividades humanas en esos procesos naturales. Ya se encuentran en fase de desarrollo otras dos misiones Core, destinadas al estudio de temas específicos de gran interés público: ADM-Aeolus, sobre la dinámica atmosférica (2011), y EarthCARE, que investigará el equilibrio radiativo de la Tierra (2013). También hay tres misiones Earth Explorer Opportunity más pequeñas en fase de preparación: Cryosat 2, para medir el espesor de la capa helada (2009), SMOS, para el estudio de la humedad del suelo y la salinidad marina (2009), y Swarm, que vigilará la evolución del campo magnético (2011).

Crédito de las imágenes: ESA

Vía ESA