Texto: Roberto Pastrana Fotos: Instituto Nacional de Meteorología

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El Satélite Meteosat de Segunda Generación, que orbita alrededor dela Tierra desde hace cinco meses, es la punta de lanza de la apuestaeuropea en meteorología para el siglo XXI. Este programa, en el quese van a invertir 1.350 millones de euros, supone un importante saltotecnológico y de diseño que marca un nuevo punto de inflexión en lasobservaciones y predicciones meteorológicas.

Los METEOSATdel siglo XXI

La apuesta europea en meteorología

l reloj de pared marcó la una de la ma-drugada, pero nadie descansaba en loscentros de la Agencia Espacial Europea(ESA) repartidos por el continente, el 29de agosto. Tras tres señales de alarmaque ya habían provocado la cancelacióndel lanzamiento programado para el díaanterior, el personal de control en tierrano estaba como para momentos de re-lax. Finalmente el Ariane 5, que lleva-ba en su vientre un nuevo satélite Mete-osat, el primero de un nuevo y ambicio-so programa europeo de observaciónde la Tierra, partió hacia el espacio a las22:45 horas según el meridiano de Gre-enwich (aproximadamente dos horasmás en España).

Después de media hora de espera, elcohete europeo, a 579 kilómetros de laTierra, abría sus compuertas y dejaba li-

bre el satélite en la órbita de transferen-cia. Treinta y tres minutos después de lacuenta hacia atrás, los primeros datosde los aparatos de medición empezarona llegar al centro de control. Esos mis-mos datos llegaban sin contratiempodesde los centros de apoyo del progra-ma de la ESA en Usingen (Alemania) yMaspalomas, en las Islas Canarias, y seremitían a la sala central de mando delsatélite, en Darmstadt (Alemania). La es-pera había finalizado: el sistema empe-zaba a funcionar con éxito.

La tensión emocional en los primerosmomentos de funcionamiento de un sa-télite es moneda corriente, dado lo com-plicado que resulta un lanzamiento. Sinembargo, en este caso, los nervios es-taban aún más justificados, ya que el sa-télite Meteosat que se acababa de po-

ner en órbita era una versión más mo-derna de los que hasta ahora prestanservicio y sirve de tarjeta de presenta-ción del nuevo programa europeo, el Me-teosat Segunda Generación (MSG), enel que se van a invertir 1.350 millones deeuros. Sólo el prototipo lanzado en agos-to supuso una inversión de 475 millonesde euros.

El MSG es la apuesta europea en ma-teria de meteorología para los primerosaños de este siglo. El programa, desa-rrollado de forma conjunta por la ESA yEUMETSAT, el organismo interguberna-mental que gestiona los satélites mete-orológicos europeos, es el relevo de lossatélites Meteosat que llevan operandosin cambios significativos desde 1977.Los planes contemplan la construcciónde tres modernos satélites que ofrece-rán sus servicios hasta el año 2015, aun-que cada vez parece más probable quese ponga en marcha un cuarto satélitepara llevar más allá la duración del pro-grama. Todos ellos han sido equipadoscon un potente radiómetro que mejo-rará la calidad de las previsiones quepueden hacer los servicios meteorológi-cos de los 18 países que participan enel proyecto, además de los cuatro ad-mitidos en calidad de colaboradores. Losresultados del MSG son muy promete-dores, habida cuenta de que sus pre-decesores lograron un salto cualitativomuy importante en su momento. Un es-tudio realizado por la empresa indepen-diente Bramhill Consulting afirma que,cuando los Meteosat tradicionales em-pezaron a funcionar en los años 80, laspredicciones con tres días de antelaciónalcanzaron las cotas de exactitud de laspredicciones para el día siguiente de ladécada de los 70.

UN PASO MÁS EN LA EVOLUCIÓN

Las mejoras que diferencian los Mete-osat actuales de los que realizarán lasobservaciones meteorológicas duran-te los próximos diez años radican en unacombinación de avances tecnológicosy diseño. Así por ejemplo, la sustitucióndel sistema de propulsión ha supuestoun ahorro de combustible y la amplia-ción de la vida útil del aparato, ya quelos satélites dejan de ser funcionalescuando agotan su combustible y nopueden hacer las correcciones necesa-rias para mantenerse fijos en la posiciónde observación. Los Meteosat actuales

poseen un motor de apogeo que lestransporta desde donde fueron libera-dos por el cohete a su posición geo-estacionaria a 36.000 kilómetros de dis-tancia de la Tierra. Este motor, una vezconcluida su misión se desprende, tan-to si consumió todo su combustible co-mo si no. En cambio, los MSG dispo-nen de un sistema bipropulsor que sir-ve tanto para alcanzar la órbitageoestacionaria como para hacer rea-justes en latitud, longitud o inclinación.De esta forma, si la puesta en órbita hasido buena y no invierte mucho com-bustible en alcanzar su ubicación defi-nitiva puede utilizar el resto para man-tenerse en su posición o desplazarsea donde es más necesario.

Sin embargo, la mejora más importantede los MSG es su potente radiómetroSEVIRI, un aparato de exploración porbarrido giratorio que obtiene imágenesen la región visible e infrarroja del es-pectro. Los satélites operativos actual-mente obtienen imágenes en tres cana-les diferentes (visible, infrarrojo y absor-ción de vapor de agua) frente a los docecanales de los MSG. Esta diferencia setraducirá en mediciones más detalladas.Así por ejemplo, en las condiciones másfavorables se pasa de visualizar ele-mentos de cinco a tres kilómetros en loscanales infrarrojos. Utilizando el nuevocanal de alta resolución se puede mejo-rar aún más este nivel hasta localizar ele-

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■ El Meteosat SegundaGeneración es la apuestaeuropea en materia demeteorología para losprimeros años de estesiglo.

El InstitutoNacional de

Meteorología es eldirector de los

Centros deAplicaciones de

Satélite (SAF),promovidos por

EUMETSAT

■ El nuevo traspondedor facilita lalocalización geográfica de barcos enpeligro.

E

talidad la instalación de sendos GERBen el MSG-2 y el MSG-3.

La añadidura de aparatos de utilidad noestrictamente meteorológica marca unavance respecto a los actuales Meteo-sat. Otro de los servicios que el sistemaMSG presta a la comunidad internacionales el que ofrece el traspondedor en 406MHz, que facilita la localización geográ-fica de las señales de auxilio emitidas porbalizas de emergencia de barcos y ae-ronaves en peligro.

Respecto a los demás equipos de co-municaciones, los cambios no marcanuna gran diferencia respecto a los in-genios precedentes. El conjunto de an-tenas posibilita la emisión de los datosno tratados al centro de mando, que unavez elaborados los devuelve al satélitepara distribuirlos a los servicios meteo-rológicos participantes en el proyecto.Una de las iniciativas que se barajan pa-ra el futuro es la subcontratación de es-te servicio de distribución de produc-tos meteorológicos elaborados a em-presas con satélites especializados enla comunicación. Esta decisión permiti-ría aliviar de responsabilidades a losMSG, liberándolos de determinadas fun-ciones de comunicación.

LA APORTACIÓN ESPAÑOLA

La impronta española en el programaMSG se nota desde su origen, ya queun buen número de empresas españo-las como CASA, Sener, Tecnológica, Al-catel Espacio, GMV y Crisa participan enla fabricación y desarrollo del satélite. Elaparato que fue puesto en órbita el pa-

sado agosto está actualmente en prue-bas, pero los servicios meteorológicossaben que cuando empiece a funcionar

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mentos de un kilómetro en la superficieterrestre.

Los detectores de los canales infrarro-jos necesitan trabajar a muy baja tem-peratura por lo que ha sido necesarioañadir un sistema de refrigeración pa-sivo de gran tamaño y peso. Las nuevasnecesidades operativas han modificadolas dimensiones de los nuevos satélites,que son más grandes y pesados que losactuales. Debido a que los aparatos eléc-tricos y de comunicaciones requierenmás consumo se ha agrandado la su-perficie exterior de los satélites hasta al-canzar una altura de 3,7 metros y un diá-metro de 3,2 metros. En la superficie ex-terior de la carcasa es donde se hansituado los paneles solares que generan

la energía necesaria para los aparatoseléctricos.

Una de las facultades que más ha entu-siasmado a los servicios meteorológicoses la rapidez de barrido del radiómetro.Acostumbrados a trabajar con una ima-gen actualizada cada media hora, losMSG les proporcionarán un escaneo ca-da cuarto de hora, con el que obteneruna imagen más secuenciada de la si-tuación meteorológica. Esto es espe-cialmente bueno para detectar los cam-bios repentinos, que suelen ser los máspeligrosos, así como seguir de formamás pormenorizada la evolución de laatmósfera.

La cantidad de información adicional quegeneran los nuevos canales espectralesdel SEVIRI han hecho necesario un sis-tema más potente de transmisión. Elequipamiento de los Meteosat actuales,con una velocidad de 300 Kilobits porsegundo, es claramente insuficiente porlo que se ha sustituido por un nuevo sis-tema unas 10 veces más rápido, que al-canza los tres Megabits por segundo.

METEOROLOGÍA Y ALGO MÁS

Los nuevos Meteosat Segunda Gene-ración van equipados con un sistemaGERB que estudia el balance de las ra-diaciones terrestres. Este aparato no esespecíficamente meteorológico aunquesus resultados puedan tener cierta re-percusión en la predicción de fenóme-nos atmosféricos. El GERB es una ini-ciativa de Inglaterra, Bélgica e Italia des-tinada al ámbito científico y académico,que podrá conocer de primera mano lasvariaciones en las emisiones de CO2 yla evolución del efecto invernadero, porejemplo. EUMETSAT financiará en su to-

■ Los MSG proporcionarán un escaneocada cuarto de hora, con el que obteneruna imagen más secuenciada de lasituación meteorológica.

■ Este programa ha sido desarrollado deforma conjunta por la Agencia EspacialEuropea (ESA) y EUMETSAT.

METEOSAT 1ª GENERACIÓN (MOP/MTP) METEOSAT 2ª GENERACIÓN (MSG)

Radiómetro para obtener imágenes en tres canales Radiómetro para obtener imágenes más perfectasen doce canales

Estabilización por rotación en 100rpm Estabilización por rotación en 100rpmMotor de apogeo que utiliza combustible sólido Sistema propulsor unificado mediante bi-propelenteCinco años de permanencia en órbita Siete años de permanencia en órbitaConsumo eléctrico de 200 watios Consumo eléctrico de 600 watiosPeso en órbita de transferencia geoestacionaria . Peso en órbita de transferencia (GTO) de 720 Kg geoestacionaria(GTO) de 2.000 Kg.Lanzamiento homologado para Delta 2914 y Diseño compatible para lanzamiento con Ariane 1, 3 y 4 Ariane 4 y 5Altura 3,2 metros Altura 3,7 metrosDiámetro 2,1 metros Diámetro 3,2 metros

COMPARACIÓN ENTRE EL METEOSAT ACTUAL Y EL MSG

■ El MSG está equipado con un potenteradiómetro que mejorará la calidad de lasprevisiones meteorológicas.

ware se efectuó en septiembre de 2002y fueron tan bien recibidos que el mis-mo SAF del INM recibió el cometido demantener y mejorar el producto duran-te los próximos cinco años.

Esta ha sido la aportación más impor-tante desde el punto de vista meteoro-lógico de España al programa MSG, pe-ro no la única, ya que como miembro deEUMETSAT, contribuye económicamenteal desarrollo de sus programas. La apor-tación de cada miembro se realiza enfunción de su PIB, por lo que se calcu-la que nuestro país participa a través delINM con un 6% de los 1.350 millones deeuros que cuesta la segunda generaciónde Meteosat.

Desde que el primer MSG se puso enórbita en agosto de 2002 se están rea-lizando pruebas para garantizar una tran-sición sin sobresaltos del sistema actualal de Segunda Generación. Las prime-ras imágenes del MSG-1 comenzaron allegar a principios de diciembre del añopasado y aunque su calidad es buena,las pruebas continuarán hasta finales de

2003 para reducir posibles incidencias.Puede que en estos primeros meses defuncionamiento el segmento de tierra (es-taciones de control y procesamiento) ex-perimente algunos desajustes en el pro-ceso de datos ya que los programas desoftware que se realizaron para gestio-nar las observaciones de los MSG secrearon antes de que los satélites estu-viesen operando en su órbita. Al no con-tar con una realidad existente a la queamoldarse, los responsables españolesdel software de predicción inmediata tu-vieron que anticipar la situación y simu-lar datos.

Otra de las dificultades del segmento detierra es que los servicios meteorológi-cos de los países participantes en el pro-yecto tienen que adaptar sus platafor-mas tecnológicas para recibir los nue-vos informes más detallados del satélite.Con el objeto de evitar problemas adi-cionales, el nuevo software es de granportabilidad de forma que puede operaren los entornos informáticos de los 18servicios meteorológicos integrados enEUMETSAT. ■

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de forma totalmente operativa, hacia fi-nales de 2003, comenzará una auténti-ca avalancha de datos. Hasta ahora, contres canales espectrales, un experto po-día elaborar predicciones en base a lasimágenes originales. Sin embargo, condoce imágenes diferentes renovadas ca-da quince minutos, se hace necesariouna herramienta que extraiga la infor-mación pertinente de este torrente in-cesante de información. EUMETSAT hapromovido la creación de Centros deAplicaciones de Satélite (SAF), que cre-an softwares específicos para obtenerproductos de alto valor añadido de losdatos procedentes de la observacióndesde el espacio.

De los siete SAF existentes, el más vin-culado al programa MSG y el primero

en cuanto a fecha de creación es el de-dicado al apoyo a la predicción inme-diata y a muy corto plazo, que liderael Instituto Nacional Meteorológico. EU-METSAT encomendó a finales de 1996al INM que desarrollase dos paquetesde programas software para el proce-so de datos de satélites, en coopera-ción con los servicios meteorológicosfrancés, sueco y austriaco. Los pro-gramas se aplicarán al MSG y al pro-yecto de los satélites polares (PPS) queempezarán a funcionar entre 2005 y2006.

El INM, como director del SAF, fue el quemás elementos de software realizó, ade-más de coordinar el trabajo de los otrosservicios meteorológicos del equipo. Lapresentación de los paquetes de soft-

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Las mediciones en doce canales espectrales en vez de los tres disponibles en la actualidad redundará enun mejor conocimiento de la atmósfera. Muchos de los nuevos canales se combinan para formarimágenes más detalladas de la Tierra. Pese a que a los profanos las imágenes del satélite les puede

parecer un cuadro warholiano del planeta, los expertos encuentran una mina informativa en estos datos.

Los canales del espectro visible (VIS 0,6 y VIS 0,8) se utilizan para observar las nubes y la superficie terrestredurante el día. Combinando ambas imágenes, que poseen diferentes longitudes de onda, se puedediferenciar entre varios tipos de nubes y la superficie de la Tierra, así como entre áreas con vegetación deaquellas desérticas. También determinan el contenido de aerosol atmosférico.

El canal de infrarrojos IR 1,6 puede distinguir las nubes de baja altura de las zonas nevadas y ayuda a loscanales IR 3,9 e IR 8,7 a separar las nubes de agua y las nubes de nieve. Asimismo, en conjunción con loscanales visibles mencionados anteriormente determinan el espesor óptico del aerosol y la humedad delsuelo.

El canal IR 3,9 se utiliza para detectar niebla y nubes bajas en el periodo nocturno y para distinguir nubes deagua de las superficies de nieve durante el día. Además, el canal 3,9 ayuda al IR 10,8 y el IR 12,0 en ladeterminación de la temperatura de la superficie mediante la medición de la absorción de vapor de agua.

Sin embargo, los canales estrictamente dedicados a la absorción del agua son los WV 6,2 y WV 7,3, queestablecen la distribución del mismo en dos capas diferentes de la troposfera. Estos dos canales sirventambién para observar el movimiento de vectores y colabora con los canales IR 10,8 e IR 12,0 en laasignación de altura para nubes semitransparentes.

El canal IR 8,7 también detecta la existencia de nubes y se usa junto con los canales IR 1,6 e IR 3,9 paradiferenciar las nubes de nieve de la superficie terrestre. Aplicado junto a los canales IR 10,8 e IR 12,0 sedetermina si la nube está compuesta por elementos líquidos o hielo.

El canal IR 9,7 se utiliza para estudiar el nivel de ozono de la atmósfera y además monitoriza la altitud de latropopausa.

Los dos canales IR 10,8 e IR 12,0 se combinan con el canal IR 3,9 para medir la temperatura de la superficiede la Tierra.

El canal IR 13,4 cubre un aspecto fundamental en la observación meteorológica: los niveles de dióxido decarbono. Este es el motivo de que se utilice para medir la temperatura de la atmósfera y la inestabilidad dela masa de aire.

Por último, el canal HRV toma imágenes en alta resolución en el espectro visible destinadas a la prediccióninmediata o a muy corto plazo.

LOS CANALES, UNO POR UNO

Un buen númerode empresasespañolasparticipan en lafabricación ydesarrollo delsatélite

En el nuevoprograma europeo,Meteosat SegundaGeneración (MSG),

se van a invertir1.350 millones de

euros

■ El sistema MSG localiza las señales deemergencia de aeronaves en peligro.