Sentinel-1C, el versátil satélite de la ESA con sello español: de observar la Tierra frente a inundaciones a vigilar barcos

La vigilancia espacial a través de satélites se ha convertido en una de las mejores aliadas para la evaluación de los daños causados por la DANA en Valencia. Entre los servicios más ampliamente empleados durante estas últimas semanas se encuentra Copernicus de la Agencia Espacial Europea (ESA) que está a punto de recibir una nueva plataforma Sentinel de observación espacial.

Dentro del mencionado programa Copernicus, que proporciona acceso libre y gratuito a miles de imágenes de todo el planeta, los satélites Sentinel son los encargados de la obtención de datos de radar. Este tipo de sensor es clave ya que permite recabar información sin importar que sea de día o de noche o si está nublado o despejado.

El Sentinel-1C, el tercer orbitador de su clase tras el 1A y el inutilizado 1B, se lanzará este mismo miércoles a eso de las 22:20 horas de España peninsular. EL ESPAÑOL-Omicrono se ha desplazado hasta el Puerto Espacial Europeo en Kourou (Guayana Francesa) para conocer de primera mano todos los detalles sobre una misión clave para la ESA, tanto desde el prisma científico como de seguridad internacional.

Encapsulación del Sentinel-1C en la cofia del cohete Vega-C ESA

El encargado de colocar en órbita al satélite es un cohete Vega-C fabricado por la compañía italiana Avio como contratista principal de la propia Agencia Espacial Europea. El lanzador tuvo su último vuelo en diciembre de 2022, dando como resultado un fallo técnico en la segunda etapa de propulsión que llevó al fracaso la misión.

Desde entonces, la plataforma ha estado inmersa en una importante revisión técnica y de diseño de componentes hasta que ha recibido la luz verde para el despegue del Sentinel-1C. Asimismo, desde la ESA se informó el pasado jueves de un retraso de un día debido "a la necesidad de realizar más controles y actividades de precaución en la preparación y finalización" de la unidad de Vega-C.

Observación de la Tierra

Los satélites Sentinel-1 son "realmente el corazón de Copernicus", ha explicado Ramón Torres Cuesta, director del proyecto Sentinel de la ESA, un español que estos días se encuentra en las instalaciones del Puerto Espacial Europeo en Kourou como uno de los máximos responsables de la misión. "Son los componentes de la misión que definió el concepto" del programa que ya se ha convertido en un pilar fundamental de las investigaciones científicas.

El programa Copernicus tiene como eje principal la "observación sistemática de la Tierra". Se trata de "una misión que, hasta ahora, nadie había hecho" y cuyos predecesores se encorsetaban únicamente a recabar la información específica que el usuario quería. Con el lanzamiento del primer Sentinel-1 (denominado Sentinel-1A) en 2014, la carga de trabajo se invirtió apostando por la recolección masiva de información libre y la disposición al público.

Recreación del satélite Sentinel-1 ESA

La herramienta fundamental a bordo de los satélites Sentinel-1 es el radar y, en el caso de esta tercera iteración llamada Sentinel-1C, no iba a ser menos. La diferencia principal respecto a un satélite óptico es que este último "ve lo que hay, mientras que un radar pregunta lo que quiere y espera la respuesta", afirma Torres Cuesta.

"Un óptico ve nubes si hay nubes y, si es por la noche, evidentemente, no ve nada". Los radares van un paso más allá, son sensores todoterreno que se desenvuelven igual de bien en las condiciones atmosféricas más extremas o en la oscuridad plena de una noche cerrada. Ya que no se ven limitados por prácticamente nada, los Sentinel alimentan a Copernicus con un histórico de información de gran importancia científica para el estudio de la superficie terrestre.

Del deshielo a los barcos

"Las series temporales de Sentinel-1 son absolutamente únicas y que estos satélites sean insustituibles en su trabajo", recalca Torres Cuesta. Con ellas "se pueden monitorizar infraestructuras estratégicas como pantanos, carreteras, edificios... ya que obtenemos imágenes del mismo punto cada 6 días". El experto asegura que "si hay un milímetro de modificación, lo estamos viendo".

Las aplicaciones de los datos obtenidos por los satélites Sentinel-1 son realmente variadas. Son útiles para "la planificación urbana, la agricultura, la gestión forestal, la detección de vertidos de petróleo, deshielo, y mucho más", señala en esta ocasión Mauro Facchini, jefe de la unidad de observación de la Tierra de la Dirección General de Industria de Defensa y Espacio perteneciente a la Comisión Europea.

Imagen captada por el satélite Sentinel-1A de las zonas inundadas (en azul) por la DANA en Valencia ESA / Copernicus

Una de las novedades que los ingenieros han introducido en el Sentinel-1C es un Sistema de Identificación Automática (más conocido como AIS, por sus siglas en inglés) que es capaz de recibir datos de los transpondedores de los barcos. Gracias a ello, el satélite pondrá vigilar el movimiento de los buques, indicando su dirección y velocidad. Con esto se conseguirá "apoyar los esfuerzos de detección de actividades ilegales y ayudar a los buques a evitar colisiones", apunta Facchini.

Para llevar a cabo toda este trabajo, la Agencia Espacial Europea ha elegido una órbita heliosíncrona situada a unos 693 kilómetros respecto a la superficie terrestre. Para ponerlo en contexto, la Estación Espacial Internacional se sitúa alrededor de los 400 km. "El Sentinel-1C llegó a la Guayana Francesa el pasado día 8 de noviembre, inaugurando la campaña de lanzamiento", resalta en esta ocasión David Iranzo-Greus, director de estrategia y marketing de Arianespace, la compañía encargada del lanzamiento y operación del cohete Vega-C.

Ministerio de Defensa

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El Sentinel-1C que protagonizará el próximo lanzamiento formará constelación con el Sentinel-1A lanzado en 2014 y tras el problema técnico experimentado por el Sentinel-1B el 23 de diciembre de 2021, después de 5 años en el espacio. En esa fecha, hace ahora justo 3 años, el orbitador experimentó una anomalía relacionada con la fuente de alimentación electrónica de su radar de apertura sintética, lo que interrumpió la recopilación de datos.

Después de varios intentos de recuperación de la nave espacial, la misión se declaró oficialmente finalizada el 3 de agosto de 2022. Desde entonces y hasta que el 1C esté operativo, el Sentinel-1A ha sido y será el único miembro de la misión en proporcionar información científica. Los encargados de la operación del 1B completaron en septiembre el proceso de desmantelamiento, que tendrá su momento clave cuando el dispositivo se queme en su reentrada a la atmósfera dentro de 25 años.

La vuelta de Vega-C

En la madrugada del 21 de diciembre de 2022, el cohete Vega-C se enfrentó a su segundo lanzamiento como cohete de cabecera para pequeñas cargas de la Agencia Espacial Europea. A bordo se encontraban las naves espaciales Pléiades Neo 5 y Pléiades Neo 6 que se dirigían a una órbita heliosíncrona y con el fin de completar la constelación de satélites dedicados a la observación terrestre.

Los primeros compases del viaje transcurrieron sin contratiempos, justo hasta que la segunda etapa del cohete debía hacerse cargo de la propulsión. "Aproximadamente 2 minutos y 47 segundos después del despegue, ocurrió una anomalía con el Zefiro 40, lo que puso fin a la misión de Vega-C", declaró entonces Arianespace.

Último lanzamiento de Vega-C, cuando la misión falló ESA/CNES/Arianespace

A raíz de este suceso, la ESA y el fabricante del cohete han analizado las razones que desembocaron en el fallo de la segunda etapa de propulsión. El motor, denominado Zefiro 40, ha sido rediseñado "con una tobera fabricada con un material nuevo y ensayar", explica en esta ocasión Stefano Bianchi, jefe de programas de vuelo de la Agencia Espacial Europea.

"Ha sido un trabajo largo que hemos realizado junto a Avio y Arianespace", continúa Bianchi. El objetivo ha sido realizar un "lanzador más robusto" que sirva como uno de los pilares —junto a Ariane 6— de acceso al espacio de Europa.

ESA / M. Pédoussaut

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El Vega-C es un cohete de casi 35 metros de altura por 210 toneladas de peso en la plataforma de lanzamiento. Está diseñado para poder colocar cargas de hasta 2.300 kilogramos en una órbita polar situada a 700 kilómetros de altura. Este vehículo se basa en el Vega, que tuvo su último vuelo en septiembre de este mismo año, al que han añadido nuevos propulsores y materiales para hacerlo hasta un 50% más capaz.

Dispone de un total de 4 etapas sin ningún tipo de booster extra para los primeros segundos de despegue. La primera de ellas integra un motor P120C de combustible sólido que se emplea también en el cohete Ariane 6. La segunda etapa está representada por el mencionado motor Zefiro-40, la tercera por el Zefiro-9 —herencia directa del Vega— y la cuarta es la denominada AVUM+. Esta última se asegura de garantizar el control de actitud y un posicionamiento orbital preciso y está diseñado para estancias prolongadas en el espacio.

Participación española

Al igual que ocurre con la inmensa mayoría de programas espaciales, las compañías españolas o las filiales de las multinacionales en el país han tenido un papel relevante en Sentinel-1C, tal y como indican desde la Asociación Española de Empresas Tecnológicas de Defensa, Seguridad, Aeronáutica y Espacio (TEDAE). Thales Alenia Space, como contratista principal del satélite, ha aportado desde España los transpondedores de telemetría, seguimiento y comando de la nave, que permiten la comunicación y control desde Tierra firme.

También ha suministrado el subsistema de transmisión de datos en banda X, encargado de transmitir las imágenes radar captadas, la unidad de control del despliegue de la antena radar. GMV tiene un papel muy importante en todo el programa de observación Copernicus, desarrollando el lugar de control de la misión situado en el Centro de Operaciones de la ESA en Darmstadt (Alemania).

Panel solar del Sentinel-1C Thales Alenia Space

Esta compañía, con sede en Madrid, se encarga de alojar, monitorizar, operar y mantener el componente de planificación de la misión de los satélites Sentinel-1, de manera continua las 24 horas del día. Lo que incluye las operaciones para dar servicio a cualquier tipo de urgencia que se pudiera producir y en las que los radares espaciales puedan tener un papel fundamental, como por ejemplo las catástrofes naturales.

La rama española de Airbus Defence and Space ha sido la responsable del control térmico del satélite, con actividades relacionadas como el análisis, las predicciones de vuelo, el diseño, la fabricación y la integración de todo el hardware térmico. Sener, que cuenta con una participación clave en la sonda Proba-3, ha sido la encargada de aportar el mecanismo de despliegue y bloqueo del radar de apertura sintética.

Arquimea ha tenido un papel importante con su tecnología en la fabricación de los sistemas de control térmico del terminal láser de comunicaciones, mientras que la sevillana Alter se ha encargado del aprovisionamiento, la ingeniería y los ensayos de los componentes electrónicos a bordo de la plataforma y la carga útil.

Por último, Deimos ha desarrollado el sistema para llevar a cabo la calibración del instrumento durante su fase inicial tras el lanzamiento y para evaluar y monitorizar sus prestaciones en vuelo.