Archivo de la etiqueta: teledetección

Los satélites naturales y los satélites artificiales

Los cuerpos que orbitan alrededor de planetas masivos se llaman satélites. Distinguiremos entre satélites naturales y satélites artificiales. Los primeros son de origen natural y pueden ser pequeñas lunas o asteroides que se han formado con el planeta o han quedado atrapados en orbitas junto a este. Cómo satélite artificial tenemos todas las sondas enviadas por el ser humano a la orbita de la tierra para estudios científicos desde el espacio.

Anuncios

Los satélites naturales o lunas
Los planetas interiores del sistema solar, Mercurio y Venus, no tienen satélites naturales. El resto de planetas sí tienen, por ejemplo y como todos conocemos la Tierra tiene un solo un satélite natural, la Luna (nombre con mayúscula ya que es así su nombre, Luna, esta es la luna de la Tierra). Los dos satélites de Marte son pequeños y se parecen a los asteroides con que se cree que fueron capturados por el planeta.
Júpiter tiene decenas de lunas siendo las más famosas las llamadas lunas galileanas que son: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Saturno tiene muchos satélites bastante pequeños, excepto Titán, que es más grande que nuestra Luna. Aquí podemos ver las lunas más importantes del sistema solar, con un poco más de detalle:

Como hemos visto en nuestro sistema solar solo hay dos planetas que no tienen lunas, estos son Mercurio y Venus. El resto si tienen, concretamente los planetas que tienen lunas son: la Tierra que tiene una, Marte dos, Júpiter 79, Saturno 62, Urano 27 y Neptuno 14.

En el siguiente gráfico tenéis todos los nombres de las lunas más importantes:

Principales lunas del sistema solar y comparación con el tamaño de la Tierra, en el gráfico aparece Plutón, pero este objeto ya no es un planeta, ahora esta definido como planeta enano. Créditos: NASA. Ver más grande en: https://josevicentediaz.files.wordpress.com/2019/07/lunas-sistema-solar.jpg

Nombraremos a continuación las más importantes de cada planeta:

1.- La Tierra: Tiene a nuestra preciosa Luna, un objeto de 3.474 km de diámetro, que es el quinto satélite en tamaño del sistema solar.

La Luna. créditos: Jose Vicente Díaz, UNIVERSO Blog

2.- Marte: Tiene dos pequeñas lunas, Phobos y Deimos.

lunas marte
Fobos y Deimos, fotografiados por la sonda Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), son pequeñas lunas, de forma irregular. Créditos: NASA, MRO.

Phobos mide unos 22 km de diámetro, está muy cerca del planeta rojo con lo que está muy afectado por las fuerzas de marea, con lo que poco a poco se está rompiendo. Se pueden ver esas grietas en la superficie del satélite. Deimos mide alrededor de 12 km y esta mucho más alejado. Se cree que ambas lunas son asteroides capturados por el planeta rojo.

3.- Júpiter, tiene 79 lunas, pero las más importantes son las llamadas lunas galileanas, que fueron descubiertas por Galileo en el año 1610. Se trata de Ío, Europa, Ganímedes Calisto. Siendo Ganímedes la luna más grande del sistema solar. Con un tamaño de más de 5000 km es más grande que el planeta Mercurio.

Captura
Imagen en orden descendente Ío, Europa, Ganímedes y Calisto: Imagen  de NASA/JPL/DLR – NASA planetary photojournal, borders removed by Daniel Arnold NASA planetary photojournal, PIA00600

4.- Saturno: Tiene 62 lunas, siendo las más importantes por su tamaño y características; Encelado, Tethys, Dione, Rhea y Titán. Por ejemplo en Encelado se han descubierto enormes penachos de gas y partículas heladas que rocían la luna de Saturno.

encelado
La luna Encélado de Saturno y los géiseres de gas. Imagen NASA

El descubrimiento significa que esta pequeña luna, que tiene un enorme océano bajo su superficie, tiene una fuente de energía química que podría ser útil para los microbios, si existen. El hallazgo también proporciona pruebas adicionales de que el agua caliente y cargada de minerales se vierte en el océano a partir de respiraderos en el fondo marino. La luna Titán tampoco se queda atrás, predomina el metano líquido y etano, y tiene un densa atmósfera de nitrógeno. En la siguiente imagen se muestra una vista infrarroja de la luna Titán obtenida con la nave espacial Cassini de la NASA durante el sobrevuelo de la misión efectuado el 13 de noviembre de 2015. La observación en longitudes de onda del infrarrojo cercano permiten penetrar la bruma y revelar la superficie de la luna.

titan-NASA
Luna Titán de Saturno, en la imagen se pueden apreciar unas  regiones paralelas, oscuras, llenas de dunas y que se llaman  Fensal (al norte) y Aztlan (al sur), que forman la forma de una “H” tumbada. Cerca del lado izquierdo de la imagen, por encima del centro, se puede apreciar el mayor cráter de Titán, Menrv. Podemos ver un mapa muy detallado de Titán en el siguiente enlace: http://planetarynames.wr.usgs.gov/Page/TITAN/target, con todos los nombres de las regiones de esta espectacular luna de Saturno que está  llena de lagos, ríos y mares, pero no como en la Tierra. Imagen de NASA.

5.- Urano: Tiene 27 satélites conocidos, siendo los más importantes e interesantes; Titania, Oberón, Umbriel, Ariel y Miranda. El más grande es Titania, una luna con proporciones casi iguales de hielo de agua y de un componente más denso que puede incluir rocas y compuestos orgánicos pesado.

Titania, créditos: Voyager 2

6.- Neptuno: Tiene 14 lunas conocidas, siendo de todas ellas la más importante Tritón. Este es único entre las lunas de masa planetaria, ya que su órbita es retrógrada a la rotación de Neptuno e inclinada con respecto al ecuador de planeta, lo que viene a decir que no se formó en órbita alrededor de Neptuno, sino que fue capturado gravitacionalmente por él.

Anuncios

Satélites artificiales

Fue durante los años 1957-1958 cuando los primeros satélites artificiales se lanzaron al espacio, concretamente el 4 de octubre de 1957, el primer sputnik fue puesto en órbita por los soviéticos; entre 1958 y 1959 los estadounidenses también colocaron en órbita unos 20 satélites, en los siguientes 25 años se lanzaron la friolera de 3000 satélites, en la actualidad hay muchos miles más pues se la teledetección es muy importante para el estudio de la Tierra o del cosmos desde el espacio.
Dada la resistencia atmosférica y los cinturones de Van Allen compuestos por partículas cargadas atrapadas por el campo magnético de la tierra, los satélites se colocan preferiblemente en las siguientes bandas de altitud:
• 700-1500 km para órbitas bajas conocidas como LEO para órbita terrestre baja,
• 5000-15000 km para las llamadas órbitas medias MEO para la Tierra Media Orbita,
•> 20.000 km, incluida la órbita geoestacionaria conocida como GEO para geoestacionario Órbita terrestre.

Telecomunicaciones con telefonía, retransmisiones televisivas, transmisión de datos, internet, teledetección… son la principal aplicación de los satélites. Muchos sistemas hacen elección de órbitas inferiores basadas en una constelación de satélites desplazable para obtener la cobertura necesaria para comunicaciones: Por ejemplo los satélites Iridium, en telefonía móvil, tiene 66 satélites a una altitud de 780 km; el sistema de seguimiento GPS (para el sistema de posicionamiento global) incluye para el sector espacial 24 satélites que se mueven en seis planos orbitales a una altitud de 20.200 km. Y más recientemente los satélites Starlink, muy cuestionados por cierto en astronomía. Se trata de constelaciones de decenas de satélites en línea. .

Impresión artística de dos satélites starlink

Se trata de una flota de decenas de satélites de la empresa Space X que se han lanzado a órbitas bajas para una mejor conexión de Internet y para que muchos lugares de la Tierra puedan acceder a la red, para conseguir esto se necesitan una gran flota de pequeños satélites. Los primeros 60 satélites Starlink se lanzaron el 23 de mayo de 2019, a bordo de un cohete de SpaceX llamado Falcon 9 y quedaron a una altura orbital de 550 km. Después a finales de 2019 e inicios de 2020 se lanzaron dos tandas más. 

La empresa Space X quiere que lleguen a tener entre 12.000 a 60.000 satélites, cosa que inquieta muchísimo a los astrónomos pues pueden hacer mucho daño a la observación visual del cielo. Muchas agencias del espacio han expresado su preocupación por esta enorme constelación de satélites. Space X ha recubierto la última tanda de 2020 con colores negros para no reflejar tanto la luz, pero los primeros siguen apareciendo e inquietando a muchos astrónomos, y a la gente en general al ver eso tan extraño surcando el cielo.

Para saber cuando podéis verlos según vuestra localidad lo podéis saber desde el siguiente enlace:

Pasos Starlink

Anuncios

Simulación del paso de satélites por el firmamento

Hay una página excelente en la podemos ver simulado el paso de los principales satélites artificiales que se ven desde nuestra ubicación.

Hay una página excelente en la podemos ver simulado el paso de los principales satélites artificiales que se ven desde nuestra ubicación, el programa simula el paso del satélite por las constelaciones y también como lo veríamos desde la calle ya que conecta con Street View y se ve vuestra localización, con lo que te puedes hacer una idea perfecta de como lo verías desde casa el objeto mirando al firmamento.

Para verlo tenéis que entrar a la siguiente página:

https://james.darpinian.com/satellites/

Nada más entrar os pedirá acceder a vuestra localización y aparecerá un mapa de la Tierra con el punto en el que os encontráis:

Localización en la Tierra

Tras esto el programa os muestra una pantalla en la que se ven los pasos de diversos satelites con su horario y previsión de nubosidad, así como la simulación en el paso por encima de la Tierra y como se ve desde vuestra localización. En ambas imágenes podéis cambiar la vista simplemente con un movimiento del ratón con desplazarse sobre la imagen o por la pantalla sí lo veis desde un móvil.

El programa ya os da una previsión del paso de los objetos más interesantes, pero podéis investigar en otros programas cuando van a pasar por vuestra localización dos objetos interesantes, como es el paso de la Estación espacial Internacional o el paso de los satélites Starlink,

Desde los siguientes enlace lo podéis ver y planificar una observación:

  • Os recomiendo nuestro primer libro de astronomía en el que hablamos de las curiosidades del universo y muy recomendable para comenzar a aprender astronomía o conocer el espacio y las constelaciones. Es una pequeña guía para introducirse en la Astronomía.(pulsar en la imagen y tendréis más detalles, o en este enlace: Curiosidades Astronómicas
Anuncios




Semana del espacio 2020

Este año 2020 la semana del espacio está dedicada a los satélites y se realizará del 4 al 10 de octubre con eventos en todo el mundo. El lema de este año es “Los satélites mejoran la vida”, el objetivo es mostrar la importancia de los satélites en la vida cotidiana y cómo nuestras vidas se ven afectadas por los mismos.

Esta es la página web oficial de la Semana del Espacio:

Desde UNIVERSO Blog esa semana realizaremos entradas sobre satélites y la observación del espacio y de la Tierra, el sistema que utilizan para su observación es la Teledetección.

La Teledetección es la adquisición de información a pequeña o gran escala de un objeto o fenómeno, ya sea usando instrumentos de grabación o instrumentos de escaneo en tiempo real inalámbricos o que no están en contacto directo con el objeto. En la práctica, consiste en recoger información a través de diferentes dispositivos de un objeto concreto o un área. Por ejemplo, la observación terrestre o los satélites meteorológicos, las boyas oceánicas y atmosféricas, las imágenes por resonancia magnética (MRI en inglés), la tomografía por emisión de positrones (PET en inglés), los rayos-X y las sondas espaciales son todos ejemplos de Teledetección.

La Teledetección  es una técnica de observación y medición remota, a través de un medio entre el objeto y el sensor,  es decir sin contacto directo entre el objeto y el detector:

satelites

Imagen: Algunos ejemplos de satélites

-Se suele utilizar en los siguientes casos:

1.- Casos en los que es imposible la medición directa (astronomía).

2.- Observación panorámica a distancia (por ejemplo: observación de la Tierra desde satélites para fines meteorológicos).

3.- Casos en los que se trata de estudiar objetos o muestras que no han de ser destruidas ni alteradas ( por ejemplo: análisis de obras de arte, restos arqueológicos, etc.).

El caso más claro es la observación desde satélites de la Tierra, para fines meteorológicos, agricultura, medida de gases de efecto invernadero, ordenación del territorio, etc. Es un sistema clave en la actualidad para la determinación de muchos parámetros, como salinidad, humedad del suelo, aerosoles, vapor de agua, vegetación, incendios, etc.

Los satélites tienen un sensor a bordo que es el que detecta la radiación que emite la superficie,  estos sensores tienen mediciones en muchas longitudes de onda, es decir tienen varias bandas de medición según el parámetro a determinar. Así como diversas resoluciones para observar con más o menos detalle la superficie.

El aire sobre China se limpió más rápido que nunca por los bloqueos por el Coronavirus

El Coronavirus está provocando en todo el mundo unos impactos colaterales muy importantes, y esto se puede ver desde el espacio. Esta enfermedad a la que se está enfrentando cada país según los brotes e intensidad ha provocado que en algunos lugares se note muchísimo los aislamientos y bloqueos de movimiento ordenados por los países. Esto lo podemos observar desde el espacio mediante técnicas de Teledetección, mediante satelites y midiendo variables como ejemplo la contaminación atmosférica.

Nos centramos en el foco principal e inicial de Coronavirus, en China, donde se han hecho hasta el momento las medidas más restrictivas de movimientos de seres humanos, aunque en Italia también están ocurriendo y seguramente también pude ocurrir lo mismos efectos, pero nos centramos en los datos desde satélite de provincias chinas que son muy interesantes.

Pues los instrumentos orbitales diseñados para monitorear la calidad del aire registraron una caída muy significativa en la concentración de la contaminación de dióxido de nitrógeno (NO2) desde enero. El NO2 es una sustancia nociva emitida por vehículos, plantas de energía y otras máquinas que queman combustibles fósiles. La disminución probablemente esté relacionada con una desaceleración económica y restricciones de movimiento en China desde que el virus se generalizó.  El tremendo impacto de esas medidas se refleja en los niveles locales de contaminación, un mapa de la ciudad de Wuhan (zona con restricciones más altas) muestra una sorprendente caída en los niveles de NO2 entre el 1 de enero y el 25 de febrero.

Créditos: Imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA de Joshua Stevens , utilizando datos modificados de Copernicus Sentinel 5P procesados ​​por la Agencia Espacial Europea. 

Los datos fueron recolectados por el Instrumento de Monitoreo Troposférico (TROPOMI) en el satélite Sentinel-5 de la ESA . Un sensor relacionado, el Instrumento de Monitoreo de Ozono (OMI) en el satélite Aura de la NASA ha estado haciendo mediciones similares. Esta enfermedad va a tener y está teniendo un impacto impresionante en nuestro planeta, en todos los sentidos.

Para saber más:

Artículo NASA-ESA

¿Qué es el Coronavirus?

El impresionante Huracán Dorian visto desde el espacio

El astronauta Nick Hague, que esta a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), tomó una impresionante fotografía del destructivo huracán Dorian el 2 de septiembre de 2019. El ojo del huracán tiene un diámetro de unos 75 km.

Créditos: Nick Hague (ISS)

También podéis ver este impresionante vídeo del huracán desde la ISS ya que tiene unas cámaras que están gravando continuamente a nuestro planeta, se puede observar la majestuosidad y fuerza que tiene este tremendo huracán.

El huracán en ese vídeo se le observa acercándose a Florida, con vientos catastróficos sostenidos de 250 kilómetros por hora . Se mueve con un movimiento lento lo que lo hace más destructivo. Dorian es un huracán que ha llegado a ser de la máxima categoría, la 5 en la escala de viento de huracanes Saffir-Simpson.

¿Qué es un huracán?

Reciben el nombre de huracanes aquellas borrascas tropicales que se  producen sobre el Atlántico Norte o la parte oriental del Pacifico Norte y que originan vientos cuyas velocidades máximas son superiores a los 120 km/h, cuando se originan en el Pacífico Oeste o en Océano índico se les denomina Tifones. A causa de los grandes daños que ocasionan en tierra tanto de vidas como materiales y del peligro que suponen para la navegación, se presta mucha atención a la predicción de su desarrollo y movimiento.

Las características principales de los huracanes son baja presión en su centro y la elevada velocidad del viento. Un huracán típico consiste en un vórtice casi circular de unos 500 km de diámetro, que dura varios días y algunos incluso más de una semana.

Huracán María sobre Puerto Rico. Créditos: NOOA-NASA

Puesto que la presión aumenta mucho desde el centro hasta la parte exterior existe una intensa diferencia en la presión con lo que se generan vientos de velocidades muy elevadas. Los vientos más fuertes se producen normalmente a unos 30 km del centro de la borrasca. El enorme desarrollo vertical de cumulonimbos (nubes de desarrollo vertical) con la parte superior situada por encima de los 12 km refleja la enorme actividad convectiva del sistema, las células convectivas están organizadas en bandas que giran siguiendo una trayectoria en espiral hacia el centro del huracán.

En los 20 a 40 km más interiores de la borrasca, los vientos son flojos y se ven pocas nubes en el cielo, esta parte se denomina ojo de la borrasca. El aire de la parte interna de la borrasca desciende y es seco y más cálido que el aire situado en la parte exterior del vórtice, por esa razón se describe también a los huracanes como depresiones de núcleo cálido. Las velocidades ascendentes más elevadas se registran en el exterior de la región de los vientos máximos y son zonas de nubes convectivas y tormentas. Estas zonas no están distribuidas simétricamente alrededor de la borrasca, sino que generalmente son bandas espirales de precipitación, y su concentración es mayor en el cuadrante delantero derecho del huracán. En esta región es donde hay más probabilidad de que se formen tornados.Para que se forme un Huracán son necesarias, aunque no siempre suficientes ciertas condiciones. Una de ellas es una gran extensión del océano con una temperatura superficial superior a los 27ºC, por tanto se producen en aguas cálidas. Los ciclones raras veces se forman en latitudes comprendidas entre los 5º y el ecuador, ya que son zonas de menor circulación atmosférica. También se forman cuando hay presencia en un anticiclón en la troposfera superior.

El número de huracanes atlánticos varía mucho de unos años a otros, y algunas veces es superior a 10, con el cambio climático que esta sufriendo la Tierra se predice que los huracanes irán en aumento, así como su intensidad.

Los recorridos más frecuentes de los huracanes vienen determinados por la configuración de los vientos prevalecientes. Las borrascas son transportadas por vientos alisios del Este y se curvan hacia el polo a medida que se aproximan a los continentes. Un huracán es transportado por la corriente principal en la que se encuentra, y al mismo tiempo, se mueve a través de la corriente, aunque con menor velocidad.

trayectoria
Trayectoria del huracán Irma en 2017. Créditos: NOOA-NASA

A medida que los huracanes se mueven sobre tierra o sobre océanos de latitudes más altas se debilita, esto ocurre principalmente porque se reduce la entrada de energía cuando la borrasca se aleja de regiones cálidas. Además cuando un huracán pasa sobre un continente, el terreno ejerce sobre él una fuerza adicional de rozamiento que hace reducir las velocidades del viento.

Pero aun así aunque en tierra pierdan fuerza no pierden poder destructivo, y pueden causar victimas y muchísimos daños materiales. La causa principal de estos daños es la gran ola que producen los vientos cuando la borrasca se aproxima a la costa, a veces se puede formar una pared de agua de más de 3 metros de altura, que barre las tierras bajas, y junto con lluvias torrenciales puede causar grandes inundaciones. Cuando entran tierra adentro pierden fuerza del viento pero siguen siendo fuertes, también si se encuentran con terrenos ondulados o montañosos pueden producir una intensa precipitación.

Clasificación de los huracanes

Podemos clasificar los huracanes en cinco categorías según su intensidad:

Categoría    Presión central(mb)     Viento (km/h)     Oleaje (m)

1                          >=980                              120-153                 1.5

                       965-979                             154-177               2-2.5

                       945-964                             178-210               2.5-4

                       920-944                             211-250               4-5.5

                           <920                               >250                    >5.5

También reciben nombres que pueden ser de hombre o de mujer, estos se asignan para todo un año en orden según los huracanes que vayan apareciendo. Por ejemplo el huracán Florence, el Andrew, Jose, Dorian …

Los huracanes son auténticos fenómenos extremos de la naturaleza, muy peligrosos y destructivos, su estudio es clave para salvar vidas, tanto desde tierra como desde el espacio mediante satelites son observados continuamente para predecir su movimiento, el futuro de estos fenómenos extremos es que vayan en aumento de intensidad debido al calentamiento global, por tanto el ser humano debe empezar a tomarse muy enserio el cambio climático y que los países que más contaminan empiecen a concienciarse de que deben dejar de estropear el futuro de los habitantes del planeta.

Para saber más:

National Hurricane center

Resúmenes históricos de huracanes

Los terribles incendios del amazonas desde el espacio

El mes de agosto de 2019 está siendo terrible para la zona del amazonas brasileño y países colindantes (hasta cuatro países afectados), terribles incendios están asolando parte de una de las zonas más importantes para la Tierra, el pulmón de nuestro planeta.  

Créditos: imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA de Joshua Stevens, utilizando datos MODIS de NASA EOSDIS / LANCE y GIBS / Worldview,

Normalmente entre julio y agosto es una temporada seca para la zona y suelen ocurrir incendios, el problema es que muchos están siendo provocados para abrir camino en la selva a las plantaciones de agricultores que no son conscientes del daño que están provocando a la biodiversidad y a la atmósfera planetaria.

Photo by Guduru Ajay bhargav on Pexels.com

La NASA tiene una serie de satelites que están observando la Tierra continuamente, algunos de ellos pueden determinar las áreas quemadas, esto lo hace la sonda espacial MODIS.

Esto se hace mediante el análisis de las reflectividades en distintas zonas del espectro electromagnético, así podemos detectar cambios en la superficie terrestre, por ejemplo se pueden detectar zonas quemadas de forma precisa. Utilizando diversos índices como puede ser el NDVI, y mediante la sustracción de las imágenes posteriores y anteriores a un determinado incendio, se puede localizar y realizar la cartografía de la zona quemada.  Otros índices como el NBR nos dan una visión más directa del área quemada sin necesidad de restar imágenes, os explicaré a continuación qué son esos índices.

Satélite MODIS, créditos: NASA

Para el cartografiado de incendios hay diversas metodologías, todas se basan en la identificación de incendios y posterior delimitación del área quemada. Entre las muchas metodologías podemos hablar de:

a)      Uso de índice BAIM (Burned Area Index) e información tipo “hotspot” (F.Gonzalez et al. 2007).

b)      Determinación de umbrales en la banda del infrarrojo cercano y anomalías térmicas (M. Huesca et al. 2008).

c)      Estimaciones visuales de variación de índices espectrales de la cubierta terrestre, de forma global o regional.

d)      Análisis de separabilidad entre áreas quemadas y no quemadas, a partir del estudio de la separabilidad espectral (S. Opazo et al. 2007).

e)      Métodos multitemporales de detección de cambios. En este estudio se utilizaran índices espectrales para la determinación del área quemada.

      Los índices espectrales son buenos indicadores del efecto de los incendios en el ecosistema y buenos discriminantes del área quemada, por ejemplo:

– 1.- NDVI (Índice de Vegetación de Diferencias Normalizadas) que ya viene implementado en el producto MODIS. Y que se define como:

Captura

 Donde irc es la reflectividad en la banda del infrarrojo cercano y swir la reflectividad en la banda del infrarrojo de onda corta.

– 2.- NBR (Normalized Burnt Ratio) que se trata de un cociente normalizado tipo NDVI, pero con información del infrarrojo cercano y del infrarrojo de onda corta.

Captura

Para estos estudios se utilizan normalmente imágenes del sensor MODIS/TERRA que se pueden adquir gratuitamente desde la página Reverb/echo/Nasa, concretamente se suele utilizar (entre otros) el producto MOD13Q1, que posee una resolución espacial de 250 m y una resolución temporal de 16 días. Este producto incluye las medidas de los índices NDVI y EVI, además de cuatro bandas de reflectividades (azul, rojo, NIR y MIR). También para el proceso de los datos se puede considerar la banda de calidad VI Quality implementada en el producto.

Con todo esto se puede saber exactamente desde el espacio que áreas se han quemado. Aunque lo más importante es que no se produzcan incendios y que no tengamos que delimitar las áreas quemadas, sí nos quedamos sin vegetación nos quedamos sin vida en nuestro precioso planeta.

Para saber más:

Cartografía de áreas quemadas desde el espacio

Página MODIS