Un 'empujoncito' que servirá para medir como nunca el hielo marino

Con solo un empujoncito a la órbita de un satélite, los científicos podrán tener mediciones simultáneas de hielo hechas con láser y radar, proporcionando nuevos datos sobre las regiones congeladas de la Tierra. El pasado 16 de julio, la Agencia Espacial Europea (ESA) comenzó una serie de precisas maniobras que empujarán la órbita de su satélite CryoSat-2, que transporta el radar, casi 1 kilómetro más alto, sincronizándolo con el satélite de la NASA láser ICESat-2.

Cuando las maniobras se completen a finales de este verano, los dos satélites pasarán sobre una franja del Ártico con unas pocas horas de diferencia. Ese tramo sincrónico, de más de 3,200 kilómetros cada día, será clave para estudiar el hielo marino, que flota en el Océano Ártico y se mueve con las corrientes y los vientos. Si los satélites toman medidas en diferentes momentos, los dos podrían medir diferentes témpanos de hielo que se muevan rápidamente. La sincronización de los satélites proporcionará a los científicos dos conjuntos de datos para el mismo hielo.

"La combinación de estas dos mediciones desde el espacio conducirá a una edad de oro", explicaba Tommaso Parrinello, gerente de misión de CryoSat-2 de la ESA. "Es un pequeño cambio para CryoSat-2, pero será una revolución para la ciencia".

Tanto el radar CryoSat-2 como el instrumento láser ICESat-2, llamado lidar, miden la altura enviando señales y cronometrando cuánto tiempo tardan en reflejarse en la superficie de la Tierra y regresar a sus respectivos satélites. Pero las diferentes señales rebotan en algunas superficies de manera diferente, incluido el hielo marino cubierto de nieve. Los radares como el Cryosat-2 penetrarán a través de la capa de nieve y se reflejarán en el hielo de debajo. Los instrumentos láser como ICESat-2 se reflejarán en la parte superior de la capa de nieve. La diferencia entre los dos dará a los científicos la profundidad de la nieve sobre el hielo marino.

"Tener láser y radar juntos, nos brinda una oportunidad realmente emocionante para medir la profundidad de la nieve, lo que nunca antes habíamos podido hacer desde el espacio", cuenta Rachel Tilling, científica especialista del hielo marino en el centro Goddard de la NASA. "Y con la profundidad de la nieve, podemos obtener mediciones significativamente más precisas de la espesura del hielo marino".

Con mejores mediciones de la profundidad de la nieve y la espesura del hielo marino, los investigadores pueden obtener información sobre el complejo sistema climático del Ártico. El hielo marino puede tener solo 3 metros de grosor, pero tiene un efecto descomunal en el clima de la Tierra, formando una especie de manta protectora en el Océano Ártico, según explica Tilling. La nieve en la parte superior refleja la radiación del Sol, evitando que el hielo se derrita y el océano se caliente. El hielo en sí mismo actúa como una barrera entre la atmósfera y el océano; su eliminación podría alterar los patrones de circulación de corrientes que alcanzan las partes más templadas del globo. La nueva información podría mejorar los modelos climáticos, así como lograr pronósticos de navegación más precisos.

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La idea de alinear los dos satélites ha estado flotando entre la comunidad científica que investiga el hielo desde que se lanzó CryoSat-2 en 2010, cuando ICESat-2 todavía estaba en la etapa de desarrollo, explica Tom Neumann, científico del proyecto ICESat-2 en el centro Goddard de la NASA.

"Esto abre nuevas posibilidades científicas que no eran posibles con ninguna de las misiones de forma independiente, especialmente para la ciencia del hielo marino", continúa Neumann. "Es un esfuerzo de base, promovido por los científicos e ingenieros que se preguntaban si sería posible".

El equipo de operaciones de vuelo CryoSat-2 lo investigó y, después de meses de análisis de la dinámica orbital, se le ocurrió un plan. El satélite europeo orbita mucho más alto y más lento que el estadounidense, por lo que no podían simplemente seguirse en modo tándem, cuenta Ignacio Clérigo, gerente de operaciones de la nave espacial CryoSat-2. En cambio, se dieron cuenta de que podían elevar la altitud de la nave espacial en poco más de 900 metros, gracias a una serie de 15 propulsiones temporizadas con precisión, y luego los dos satélites se superpondrían cada 19 órbitas de CryoSat-2 y 20 órbitas de ICESat-2. Las superposiciones son principalmente sobre el Ártico; el próximo verano del hemisferio norte, la ESA podría alterar con precisión la órbita nuevamente con otro conjunto de maniobras para centrarse en la Antártida durante el invierno de esa región.

"Es un desafío, no por las maniobras en sí, sino por el apretado horario", añade Clerigo. "Tenemos actividades continuas durante dos semanas. Cada paso depende del anterior y si algo no sale como se espera, tendremos que volver a planificar rápidamente para alcanzar la órbita objetivo".