“Constelación” de satélites para manejo de desastres

El manejo de desastres requiere constelaciones de satélites con sensores multi-espectrales, dice Ranganath Navalgund, investigador indio del espacio.

Desde 1972, cuando los Estados Unidos lanzaron el primer satélite de observación de la Tierra, el Landsat-1, los datos de teledetección por satélite han identificado sitios de catástrofes, ayudado a evaluar daños y riesgos, monitoreado situaciones y ofrecido alertas tempranas.

Pero las catástrofes vienen en todas las formas y tamaños, necesitan una variedad de datos durante el ciclo de mitigación del desastre, preparación, respuesta y recuperación. No se puede esperar que un satélite por sí solo pueda satisfacer todas esas necesidades. Más bien, lo que los gestores de catástrofes requieren es una constelación de satélites que les brinde un abanico de sensores.

Fundamentalmente, las diferentes situaciones necesitan datos recolectados en bandas de frecuencias diferentes. Por ejemplo, los datos ópticos y de infrarrojo cercano pueden mapear los usos de la tierra o evaluar las sequías agrícolas. Pero seguir el ojo de un ciclón, o monitorear las áreas inundadas bajo las nubes, requiere de sensores de microondas.

Y los estudios de deslizamientos dependen de modelos de elevación precisos y de alta resolución digital, para lo cual necesitan datos recogidos por sensores ópticos de visualización estereofónica (por ej. Cartosat-1), Radares de Apertura Sintética Interferométricos (InSARs por sus siglas en inglés) o instrumentos llamados Light Detection and Ranging (LIDAR) (Detección por Luces y Amplitud).

Pero nuevamente, los incendios o los volcanes necesitan imágenes térmicas para identificar los puntos clave.

En realidad, quienes manejan desastres necesitan satélites que incorporen sensores capaces de recoger datos en todas las regiones del espectro electromagnético.

Una difícil relación de intercambio

Con frecuencia se da una difícil relación de intercambio entre las relaciones temporales y espaciales. El manejo de muchos desastres naturales, como ciclones o incendios, requiere información detallada y permanente. Sin embargo, aunque los satélites geoestacionarios, como el Meteosat o el INSAT (Sistema Nacional de Satélites de la India)/Kalpana, proporcionan una vigilancia casi constante (cada 15 minutos), carecen de detalles (su resolución espacial es baja). Por el contrario, los satélites de órbita polar ofrecen una resolución espacial más alta (incluso menor a un metro) pero la información solamente se recoge una vez cada ciertos días.

En la vigilancia de inundaciones, esto puede significar un problema real. Los datos de baja resolución espacial pueden mapear grandes áreas inundadas, pero los esfuerzos de socorro requieren normalmente de datos más detallados, y más aún, a tiempo, sobre la infraestructura, como puentes sumergidos, desagües y caminos.

Una constelación de satélites de órbita polar, espaciados por igual alrededor de una órbita sincronizada con el sol que proporcionan una cobertura continua sobre un lugar determinado, puede resolver este problema.

Dicha constelación, diseñada principalmente para manejo de desastres, podría ofrecer datos más frecuentes en la parte correcta del espectro. Por ejemplo, los satélites geoestacionarios, diseñados predominantemente para la predicción del clima, son buenos para detectar un ciclón cuando se está formando, seguir sus movimientos y predecir sus puntos de caída en la tierra. Pero éstos por lo general no llevan sensores de microondas, necesarios para estimar la intensidad de un ciclón y fundamentales para predecir los daños potenciales.

Diseño de constelaciones

El número exacto de los satélites necesarios para una constelación efectiva, todavía sigue abierto al debate. Pero muchos estudios sugieren al menos ocho, con sensores de capacidad dual que puedan recoger datos espaciales de alta y baja resolución, y con una división equitativa entre instrumentos ópticos (incluidos los térmicos) y de microondas.

Además, los satélites deberían ser ágiles, es decir deberían permitir cambios rápidos en la orientación de la cámara, de manera que un área de desastre se pueda mantener a la vista por más tiempo.

Una de ellas, la Constelación de Monitoreo de Desastres (CMD) ha sido diseñada por la compañía Surrey Satellite Technology Ltd. del Reino Unido. Siete satélites con el mismo espaciamiento orbitan a 686 km, con una resolución de 26-32 m y capacidad multi-espectral. Cada satélite es de propiedad de una nación, que lo controla de forma independiente, pero todas se han comprometido a conformar una red de colaboración y los satélites han sido espaciados de tal manera que la red en conjunto puede proporcionar imágenes diariamente. Sin embargo, los satélites de esta CMD no tienen sensores térmicos ni región de microondas, limitando sus capacidades.

Una constelación de satélites que sí ofrece imágenes en microondas es SAR-Lupe de Alemania. Este sistema de reconocimiento militar incluye cinco satélites que operan en tres órbitas de 500 km con aproximadamente 60 grados de separación. Usa segmento de Banda X de radiación de microondas, proporcionando datos de muy alta resolución (< 1 m). Pueden ser muy útiles en las catástrofes causadas por el hombre.

De regreso a la tierra

Por supuesto, lo más importante para el seguimiento y la mitigación efectiva de un desastre es que los datos del satélite lleguen a los gestores y planificadores de emergencias en un formato fácil de usar. Por lo tanto, en una constelación, los satélites deben proporcionar cierta cantidad de procesamientos a bordo y análisis automáticos (como el mapa de incendios MODIS, [Ver: Teledetección para desastres: hechos y cifras]).

Una adecuada infraestructura de comunicación que provea los datos del satélite a los usuarios finales también es fundamental. La combinación de satélites de teledetección con satélites de comunicación es útil. Por ejemplo, la India combina su Sistema Indio de Teledetección por Satélite (IRS) —diseñado para usos de la tierra y vigilancia ecológica— con los sistemas de comunicación del INSAT (siglas en inglés de Sistema Nacional de Satélites de la India).

Ser capaces de integrar los datos del satélite con otras bases de datos geoespaciales y modelos medioambientales es asimismo crucial. Los satélites no tienen todas las respuestas. Para evaluar los riesgos de deslizamientos, por ejemplo, se deben integrar los datos de teledetección con los mapas de población y otras bases de datos espaciales. Del mismo modo, para prever o advertir acerca de inundaciones se necesitan datos del satélite en tiempo real o de la intensidad de las precipitaciones y de la descarga de los ríos, pero también observaciones in-situ, conocimiento de la topografía y modelos hidrológicos.

Ranganath Navalgund es director del Centro de Aplicaciones Espaciales de la Organización India de Investigación del Espacio en Ahmedabad, India.