Próximo mes, La NASA lanzará al espacio el instrumento láser más avanzado de su tipo, comenzando una misión para medir, con un detalle sin precedentes, los cambios en la altura del hielo polar de la Tierra.

Hielo de la NASA, El satélite de elevación de nubes y tierra-2 (ICESat-2) medirá el cambio de elevación anual promedio del hielo terrestre que cubre Groenlandia y la Antártida dentro del ancho de un lápiz, capturando 60, 000 mediciones por segundo.

"Las nuevas tecnologías de observación de ICESat-2, una de las principales recomendaciones de la comunidad científica en el primer estudio decenal de ciencias de la Tierra de la NASA, harán avanzar nuestro conocimiento sobre cómo las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida contribuyen al aumento del nivel del mar, "dijo Michael Freilich, director de la División de Ciencias de la Tierra en la Dirección de Misiones Científicas de la NASA.

ICESat-2 ampliará y mejorará el récord de 15 años de la NASA de monitorear el cambio en la altura del hielo polar, que comenzó en 2003 con la primera misión ICESat y continuó en 2009 con la Operación IceBridge de la NASA, una campaña de investigación aerotransportada que mantuvo un registro de la acelerada tasa de cambio.

Un salto tecnológico

ICESat-2 representa un gran salto tecnológico en nuestra capacidad para medir cambios en la altura del hielo. Su sistema de altímetro láser topográfico avanzado (ATLAS) mide la altura cronometrando el tiempo que tardan los fotones de luz individuales en viajar desde la nave espacial a la Tierra y viceversa.

"ATLAS requirió que desarrolláramos nuevas tecnologías para obtener las mediciones que los científicos necesitan para avanzar en la investigación, "dijo Doug McLennan, Gerente de proyecto ICESat-2 en el Goddard Space Flight Center de la NASA. "Eso significaba que teníamos que diseñar un instrumento satelital que no solo recopilaría datos increíblemente precisos, pero también recopilará más de 250 veces más medidas de altura que su predecesor ".

ATLAS disparará 10, 000 veces por segundo, enviando cientos de billones de fotones al suelo en seis haces de luz verde. El recorrido de ida y vuelta de los fotones láser individuales desde ICESat-2 a la superficie de la Tierra y viceversa se sincroniza con la milmillonésima de segundo para medir con precisión la elevación.

Con tantos fotones que regresan de múltiples haces, ICESat-2 obtendrá una vista mucho más detallada de la superficie del hielo que su predecesor, ICESat. De hecho, si los dos satélites volaran sobre un campo de fútbol, ICESat tomaría solo dos mediciones, una en cada zona de anotación, mientras que ICESat-2 recopilaría 130 mediciones entre cada zona de anotación.

Mientras rodea la Tierra de polo a polo, ICESat-2 medirá la altura del hielo a lo largo del mismo camino en las regiones polares cuatro veces al año, proporcionando un seguimiento estacional y anual de los cambios de elevación del hielo.

Seguimiento del derretimiento del hielo

Cientos de miles de millones de toneladas de hielo terrestre se derriten o fluyen hacia los océanos anualmente, contribuyendo al aumento del nivel del mar en todo el mundo. En años recientes, Las contribuciones del derretimiento de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida por sí solas han elevado el nivel del mar global en más de un milímetro al año. representa aproximadamente un tercio del aumento observado del nivel del mar, y la tasa está aumentando.

Los datos de ICESat-2 que documentan el cambio de altura en curso de las capas de hielo ayudarán a los investigadores a reducir el rango de incertidumbre en los pronósticos del aumento futuro del nivel del mar y conectar esos cambios con los factores climáticos.

ICESat-2 también realizará las mediciones de ancho polar más precisas hasta la fecha del francobordo del hielo marino, que es la altura del hielo marino sobre la superficie del mar adyacente. Esta medida se utiliza para determinar el espesor y el volumen del hielo marino. Los satélites miden habitualmente el área cubierta por hielo marino y han observado una disminución del área de hielo marino en el Ártico de alrededor del 40 por ciento desde 1980. pero preciso, Las mediciones del espesor del hielo marino en toda la región mejorarán nuestra comprensión de los factores que impulsan el retroceso y la pérdida del hielo marino.

Aunque el hielo marino flotante no cambia el nivel del mar cuando se derrite, su pérdida tiene diferentes consecuencias. La capa de hielo brillante del Ártico refleja el calor del Sol de regreso al espacio. Cuando ese hielo se derrita el agua oscura de abajo absorbe ese calor. Esto altera los patrones de circulación del viento y el océano, potencialmente afectando el clima y el clima global de la Tierra.

Más allá de los polos ICESat-2 medirá la altura de las superficies oceánicas y terrestres, incluidos los bosques. ATLAS está diseñado para medir tanto las copas de los árboles como el suelo debajo, lo cual, combinado con los conjuntos de datos existentes sobre la extensión de los bosques, ayudará a los investigadores a estimar la cantidad de carbono almacenado en los bosques del mundo. Los investigadores también investigarán los datos de altura recopilados en las olas del océano, niveles de embalse, y áreas urbanas.

Los posibles usuarios de datos han estado trabajando con los científicos de ICESat-2 para conectar la ciencia de la misión con las necesidades de la sociedad. Por ejemplo, Las mediciones de ICESat-2 de la nieve y la altura de los ríos podrían ayudar a los gobiernos locales a planificar inundaciones y sequías. Mapas de altura del bosque, mostrando la densidad y estructura de los árboles, podría mejorar los modelos informáticos que utilizan los bomberos para pronosticar el comportamiento de los incendios forestales. Las mediciones del espesor del hielo marino podrían integrarse en los pronósticos que emite la Marina de los EE. UU. Para la navegación y las condiciones del hielo marino.

"Dado que ICESat-2 proporcionará mediciones de una precisión sin precedentes con una cobertura global, no solo proporcionará una nueva visión de las regiones polares, sino también hallazgos imprevistos en todo el mundo, "dijo Thorsten Markus, científico del proyecto ICESat-2 en Goddard. "La capacidad y la oportunidad para una verdadera exploración es inmensa".

ICESat-2 está programado para lanzarse el 15 de septiembre desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California.