Cuando el astronauta estadounidense Alfred Worden, quien fue el piloto del módulo de comando para la misión lunar Apolo 15 en 1971, se le preguntó qué estaba sintiendo en ese momento, él respondió:"Ahora sé por qué estoy aquí. No para ver más de cerca la luna, pero para mirar atrás a nuestra casa, la tierra."

Esas palabras tienen un interesante paralelismo con el trabajo que se lleva a cabo en la actualidad, mientras los científicos miran a la Luna para ayudar a obtener una comprensión precisa del tiempo y el clima de la Tierra.

Necesidad de precisión

EUMETSAT opera una flota de satélites de monitoreo meteorológico y climático y procesa y difunde datos y productos de los instrumentos que llevan a usuarios como los Servicios Meteorológicos Nacionales de sus Estados Miembros, investigadores y usuarios del programa emblemático medioambiental de la UE, Copérnico.

Estos usuarios requieren datos muy precisos.

El científico de percepción remota de EUMETSAT a cargo de la calibración de las bandas visible e infrarroja cercana, el Dr. Sébastien Wagner, dijo que, en el caso de monitorear y detectar las firmas del cambio climático, las pequeñas señales radiométricas pueden tener importantes repercusiones en las políticas. Para este propósito, Es fundamental que los instrumentos de los satélites estén calibrados con alta precisión, idealmente en unas pocas décimas de porcentaje.

A medida que los instrumentos a bordo de los satélites se degradan con el tiempo, los cambios reales en la superficie de la Tierra deben distinguirse de los cambios en la respuesta de un sensor, Dijo Wagner.

¿Por qué utilizar la Luna como objetivo de calibración?

Las características que incluyen la falta de atmósfera de la Luna y la estabilidad de la superficie lunar le dan una serie de ventajas sobre el uso de sitios en la Tierra para calibrar instrumentos en el espacio.

"La Luna es un objetivo extremadamente estable y para el que realmente se puede predecir su iluminación, "Puede modelar la señal que vendrá de la Luna y eso le da la posibilidad de monitorear la forma en que sus instrumentos se degradan con el tiempo", dijo Wagner.

Los cambios de brillo de la Luna son periódicos y predecibles, y también se puede observar desde cualquier órbita terrestre, aunque podrían ser necesarias algunas maniobras de los satélites en órbita terrestre baja.

Sin embargo, utilizar la Luna como objetivo de calibración, se necesita un modelo para predecir su brillo bajo cualquier condición de observación.

La referencia de calibración lunar

Para desarrollar tal modelo, observaciones continuas del ciclo lunar, en condiciones de observación claras, y la capacidad de controlar en el tiempo la calibración de los telescopios que realizan las observaciones, son necesarios.

El Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) desarrolló el Observatorio Robótico Lunar para apoyar las misiones de observación de la Tierra de la NASA. utilizando dos telescopios con 32 bandas espectrales en total durante un período de aproximadamente ocho años. Este modelo USGS ROLO es el estándar actual para la calibración lunar.

Dar un paso más hacia el uso de una referencia de calibración lunar común y acordada basada en el modelo USGS ROLO ha sido un esfuerzo internacional.

En diciembre de 2014, EUMETSAT acogió un taller en el que participaron 14 agencias de Europa, América y Asia para trabajar hacia la implementación común del modelo (la llamada Implementación GSICS del modelo ROLO, o GIRO), compartir experiencia, proporcionar una versión validada y rastreable del modelo y, por primera vez, generar un conjunto de datos de referencia para validación y comparaciones, el Conjunto de datos de observación lunar (GLOD) del Sistema de intercalibración global basado en el espacio (GSICS).

Datos de al menos 30 instrumentos de Europa, Se han proporcionado satélites estadounidenses y asiáticos para el conjunto de datos. Estos incluyen lectores de imágenes, como el generador de imágenes infrarrojas y visibles mejoradas giratorias de EUMETSAT (SEVIRI), que proporciona datos cruciales para modelos que pronostican ahora eventos climáticos severos, e instrumentos que miden el color del océano y los aerosoles, entre otros.

Aunque EUMETSAT ha asumido un papel importante en el proyecto, mantenerlo avanzando y desarrollar el código de software fuente para el GIRO y recopilar los conjuntos de datos para el GLOD, el trabajo ha sido un esfuerzo de equipo verdaderamente internacional, Dijo Wagner.

Juntos, han desarrollado el GIRO, una referencia internacional acordada para la calibración lunar, trazable al modelo USGS ROLO.

Los beneficios en la práctica

Wagner dijo que una de las principales ventajas de este enfoque internacional ha sido el intercambio de datos y la comprensión de los problemas relacionados con la calibración lunar. Con todos los socios teniendo una referencia acordada, el nivel de incertidumbre en relación con los datos puede reducirse a niveles muy bajos.

En marzo de 2017, Se alcanzó un hito importante en el proyecto cuando EUMETSAT puso a disposición de sus socios internacionales el código fuente de GIRO y GLOD.

El análisis de los conjuntos de datos de observación resultantes se utilizará para mejorar el modelo de irradiancia lunar. Esto se discutirá en un taller de seguimiento que se llevará a cabo en Xi'an, China en noviembre de 2017, que tiene como objetivo abordar las necesidades de calibración cada vez más desafiantes para la próxima generación de instrumentos satelitales.