¿Qué es un radar de apertura sintética (SAR)?

Por Hermes Lavallén

Para hablar de los satélites de radar de apertura sintética (SAR), tenemos que empezar por saber qué es la teledetección, su utilidad y ventajas.

La teledetección es una técnica de observación a distancia especialmente indicada a la medición de objetos demasiado lejanos o delicados como para emplear otra tecnología.

Ventajas de la teledetección

La teledetección ha sido una de las tecnologías más empleadas y demandadas en multitud de procesos gracias a las grandes ventajas que ofrece y sus prestaciones como emisor y fuente de datos en un proyecto en concreto. No obstante hoy en día existen otros sistemas con los que se puede medir objetos y superficies telemáticamente como son las fotografías aéreas de gran calidad o la cartografía vectorial. Entonces, ¿qué ventajas tiene la teledetección?

Las principales ventajas de la teledetección recaen en su gran capacidad para recoger datos a gran escala y transmitirlos a tiempo real, lo cual la hace especialmente interesante en proyectos internacionales. Además, los sistemas de teledetección incorporan sensores con espectros de luces incapaces de ser detectadas por el ojo humano que más tarde se encargan de procesar a una visión apta para nuestra interpretación.

Por todo esto la teledetección es una de las tecnologías más útiles con las que cuenta el ser humano y tiene aplicación a gran variedad de proyectos.

Foto: NASA / JPL (Hielo Antártico)

Si bien la mayoría de los científicos que utilizan la teledetección están familiarizados con las imágenes ópticas pasivas, otros tipo de datos de teledetección como  la apertura sintética son producidos por el radar SAR, un tipo de recopilación de datos activa en la que un sensor produce su propia energía y luego registra la cantidad de esa energía reflejada después de interactuar con la Tierra.  Las imágenes ópticas son similares a interpretar una fotografía, los datos de SAR requieren una forma diferente de pensar en el sentido de que la señal responde a características de la superficie como la estructura y la humedad.

Los satélites de radar de apertura sintética (SAR), proporcionan imágenes independientes de la luz solar y no se ven afectadas por la capa de nubes. Los satélites Sentinel-1 de la Agencia Espacial Europea, la Misión Constelación Radarsat de la Agencia Espacial Canadiense y el Satélite de Observación Terrestre Avanzado (ALOS-2) de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) son algunos ejemplos de misiones SAR actuales. Además, pronto se lanzarán la misión SAR de la Organización de Investigación Espacial de la India y la NASA (NISAR) y el ALOS-4 de JAXA, y muchas compañías de satélites comerciales están comenzando a proporcionar datos SAR también.

Un satélite SAR  (acrónimo SAR, del inglés Synthetic Aperture Radar), forma imágenes a partir de los ecos de las señales electromagnéticas enviadas por sus antenas. Estas imágenes SAR se utilizan para estudiar la forma cambiante y las propiedades de la superficie de la Tierra y, por lo tanto, pueden ser valiosas para una amplia variedad de aplicaciones que van desde el monitoreo de incendios forestales hasta el mapeo de inundaciones y la comprensión de terremotos. Sin embargo, la tecnología SAR y su familia de técnicas poderosas como el SAR interferométrico (InSAR), el SAR polarimétrico (PolSAR) y el SAR interferométrico polarimétrico (PolInSAR) son complejas y pueden ser difíciles de explicar al público.

La enorme cantidad de datos alcanzará su máximo potencial si muchas personas comprenden qué son los datos SAR y cómo pueden afectarlos a ellos y a sus comunidades.

¿Qué tiene el SAR de sintético? El espectro electromagnético con bandas de microondas insertadas. Crédito: Manual SAR de la NASA.  La resolución espacial de los datos del radar está directamente relacionada con la relación entre la longitud de onda del sensor y la longitud de la antena del sensor. Para una longitud de onda dada, cuanto más larga sea la antena, mayor será la resolución espacial. Desde un satélite en el espacio que opera a una longitud de onda de aproximadamente 5 cm (radar de banda C), para obtener una resolución espacial de 10 m, necesitaría una antena de radar de aproximadamente 4250 m de largo. (¡Eso es más de 47 estadios de fútbol!).

Una antena de ese tamaño no es práctica para un sensor de satélite en el espacio. Por lo tanto, los científicos e ingenieros han encontrado una solución inteligente: la apertura sintética. En este concepto, se combina una secuencia de adquisiciones de una antena más corta para simular una antena mucho más grande, proporcionando así datos de mayor resolución.

Disponibilidad de datos

Solo recientemente se han disponible ampliamente conjuntos de datos SAR consistentes de forma gratuita, comenzando con el lanzamiento y la política de datos abiertos del Sentinel-1a de la Agencia Espacial Europea (ESA) en 2014. Otros sensores tienen datos históricos, imágenes que solo están disponibles para ciertas áreas, o políticas que requieren la compra de datos.

LA IMPORTANCIA DEL SATÉLITE SAR ARGENTINO  SAOCOM A1

SAOCOM  A1

Saocom A1 fue el primer satélite SAR argentino, lanzado desde la Base Vandenberg, ubicada a 240 km al noroeste de Los Ángeles, el 7 de octubre de 2018. Desarrollado y fabricado por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) junto a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y empresas como la rionegrina INVAP y VENG. Forma parte de un plan espacial diseñado en 1994. En el marco del Plan Espacial Nacional, fue diseñado en simultáneo en Córdoba, Buenos Aires y Bariloche, para detectar la humedad del suelo y proveer información en cualquier condición meteorológica y hora del día, gracias a su frecuencia de microondas que atraviesa las nubes. Fue el primer satélite SAR no solo argentino, sino también de Latinoamérica en banda-L (frecuencia de 1.275 Ghz) y es el segundo en el mundo, el primero fue el de la agencia espacial Japonesa denominado Alos-Palsar”

El desarrollo de PALSAR es un proyecto conjunto entre JAXA y la Organización del Sistema de Observación de Recursos de Japón (JAROS).

Foto: SAOCOM 1A en la sala de integración de CEATSA

El Radar de Apertura Sintética permite observar la Tierra y obtener mapas de humedad del suelo de manera operativa, algo de gran utilidad para aplicaciones en el sector agrícola y también para la prevención hidrológica. 

“Es por lejos el desafío tecnológico más importante que tuvo  la CONAE”  (hasta ese momento decía Raúl Kulichevsky, Director Ejecutivo y Técnico de la CONAE, en el marco previo del lanzamiento del 2018).

“A partir del desarrollo del instrumento de radar que tiene aplicaciones muy diversas en el área del agro pero también de la pesca de la gestión de emergencias ya son múltiples de las aplicaciones la información que esperamos obtener con este satélite”

Foto: (2018) El ex presidente Mauricio Macri anunciaba el lanzamiento del satélite Saocom 1A y homenajeaba al ex director ejecutivo de la CONAE y fundador del INVAP Conrado Varotto, científico que impulsó el programa espacial argentino.

SAOCOM 1B

El satélite argentino de observación de la Tierra con radar de microondas SAOCOM 1B de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE), fue lanzado el domingo 30 de agosto de 2020. Con su llegada a órbita junto al SAOCOM 1A, lanzado en 2018, se completó la primera constelación de satélites radar argentinos, desarrollados y construidos en el país, para beneficio de actividades socioeconómicas y cuidado del ambiente. Los dos satélites argentinos se sumaron a las  capacidades del Sistema Ítalo Argentino de Satélites para la Gestión de Emergencias (SIASGE).

Qué es exactamente el SIASGE?

El SIASGE, es un Sistema Italo Argentino de Satélites para la Gestión de Emergencias, está integrado por dos satélites SAOCOM provistos por la CONAE y cuatro satélites de la Constelación Italiana COSMO-SkyMed, de la Agencia Espacial Italiana (ASI).

Este conjunto de satélites permitirán obtener información certera y actualizada de incendios, inundaciones, erupciones, terremotos, avalanchas, derrumbes y deslaves.

Los 6 satélites se encuentran ubicados en órbitas polares a la misma altura, en distintos planos orbitales, de tal manera que el conjunto funciona como un instrumento con un enorme ancho de visión sobre la tierra. Esto permite un monitoreo en tiempo casi real, ya que se obtendrá actualización de la información cada 12 horas, especialmente necesario para el monitoreo y seguimiento de la evolución de catástrofes.

Foto: Bajante histórica del río Paraná (Laguna Setubal-Santa Fe)

Foto: portal de COANAE (productos humedad del suelo)