Cuánta agua se derrama en los lagos de la Tierra, ríos y océanos? ¿Y cómo cambia esa cifra con el tiempo? La próxima misión de superficie de agua y topografía oceánica (FODA) planea averiguarlo. Apuntando a una fecha de lanzamiento de finales de 2022, este satélite del tamaño de un SUV medirá la altura del agua de la Tierra. FODA ayudará a los investigadores a comprender y rastrear el volumen y la ubicación del agua, un recurso finito, en todo el mundo, haciendo el primer estudio verdaderamente global de la NASA de las aguas superficiales del planeta.

Los datos ayudarán a monitorear los cambios en las llanuras aluviales y los humedales, medir la cantidad de agua dulce que entra y sale de los lagos y ríos de la Tierra y regresa al océano, y realizar un seguimiento de los cambios regionales en el nivel del mar a escalas nunca antes vistas. Proporcionará información sobre corrientes oceánicas a pequeña escala que respaldarán las operaciones marinas en tiempo real afectadas por las mareas, corrientes, marejada ciclónica transporte de sedimentos, y problemas de calidad del agua. Y la información que recopila FODA también proporcionará, por primera vez, evidencia observacional global de cómo las corrientes circulares, llamadas remolinos, contribuyen a los cambios en el océano, como su almacenamiento de energía y calor, así como a cómo se mueve el carbono a través del medio marino.

Pero antes de que la misión pueda hacer todo eso, Los ingenieros y técnicos deben terminar de construir la nave espacial. La carga útil que llevará los instrumentos científicos de este enorme satélite está tomando forma en una sala limpia en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. donde se están realizando pruebas rigurosas. Luego, a finales de junio, viaja a francia, donde ingenieros y técnicos de la agencia espacial francesa Centre National d'Etudes Spatial (CNES), su contratista principal Thales Alenia Space, y JPL completará la construcción y preparará el satélite para su envío a su sitio de lanzamiento de California en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg.

El gerente de proyectos del JPL, Parag Vaze (pronunciado vah-zay) es fundamental para garantizar que el traspaso a su homólogo del CNES, Thierry Lafon, se desarrolle sin problemas. Ingeniero de formación, Vaze ha estado trabajando en misiones de satélites terrestres durante 25 años en JPL. Ha sido el director de proyectos de varias misiones que miden el nivel del mar, incluido Jason-2, Jason-3, y el satélite Sentinel-6 Michael Freilich, que se lanzó a la órbita terrestre baja en noviembre pasado mientras FODA se estaba ensamblando en el JPL.

FODA es un gran satélite con grandes ambiciones y una línea de tiempo exigente. Vaze se sentó para responder preguntas sobre el importante trabajo que tenía por delante.

¿Qué es lo que más te intriga de FODA?

Creo que el aspecto de agua dulce de la misión me intriga más. La ciencia oceánica es absolutamente fundamental para comprender lo que está sucediendo con la Tierra a mediano y largo plazo con el cambio climático y el aumento del nivel del mar. Pero soy originario de la India y personalmente he visto las dificultades para obtener agua limpia y fresca para las personas. Creo en mi corazón que ese será el desafío del próximo siglo, incluso más que encontrar alternativas de petróleo y energía.

¿Cómo ayudará FODA a abordar ese desafío?

Primero, comprender un problema requiere información. Hay millones de lagos y ríos en la Tierra que son buenas fuentes de agua dulce, pero no tenemos ninguna información real consistente sobre ellos. La mayor parte de la información que la gente tiene proviene de instrumentos terrestres en áreas pobladas.

Ser capaz de medir esos lagos y ríos no solo en áreas pobladas de manera consistente, pero también aquellos en otras áreas que no se están midiendo en absoluto ayudarán con la ciencia. Y también podría ayudar a encontrar fuentes adicionales de agua dulce. FODA recopilará información sobre masas de agua en todo el mundo, y esta información estará disponible gratuitamente para todos los que la necesiten.

FODA proporcionará datos de increíble alta resolución sobre las aguas superficiales del planeta. ¿Qué herramientas utilizará para hacer eso?

Tenemos el instrumento principal, el interferómetro de radar de banda Ka [KaRIn], que es nuevo. Rebota pulsos de radar en la superficie del agua y recibe las señales de retorno con dos antenas diferentes al mismo tiempo. Esto nos permite triangular la altura de la superficie del agua. Este es un radar de alta resolución que podrá "ver" ríos y otros cuerpos de agua pequeños en la superficie de la Tierra. Las antenas, que sobresalen unos 5 metros [16 pies] a cada lado del satélite, nos permitirá cubrir unas 30 millas [50 kilómetros] de la superficie de la Tierra a la derecha y 30 millas [50 kilómetros] a la izquierda de la nave espacial.

También hay un altímetro que mirará hacia abajo y medirá la altura de la superficie del océano. Este instrumento es similar a los altímetros que tenemos en satélites como Jason-3 y Sentinel-6 Michael Freilich. Tenemos este instrumento más tradicional a bordo para permitir la validación cruzada con los datos de KaRIn.

También tenemos un radiómetro. El vapor de agua en la atmósfera afecta la propagación de pulsos de radar desde el altímetro o KaRIn, lo que puede alterar las medidas de altura de la superficie. Un radiómetro nos permite corregir esto midiendo la cantidad de vapor de agua entre la nave espacial y la superficie de la Tierra.

Luego tenemos algunos instrumentos de posicionamiento orbital de precisión, incluido un sistema de posición global, que nos dicen dónde está geolocalizado el satélite en el espacio. Esos son los instrumentos científicos.

Parece que generará mucha información. De cuántos datos estamos hablando y ¿cómo va a manejar FODA todo esto?

Intentamos tomar datos las 24 horas del día siete días a la semana. Entonces, en general, planeamos descargar alrededor de un terabyte de datos todos los días. Necesitamos hacer un par de adiciones a la carga útil para manejar toda esta información. Estamos procesando a bordo, no solo la compresión, sino el procesamiento real de los datos oceánicos, para ayudar a administrar las enormes cantidades de datos que el satélite nos envía. Y también tenemos un sistema de enlace descendente de banda X único que puede transmitir más de 620 megabits por segundo.

¿Cuánto trabajo se necesita para construir una nave espacial como esta?

FODA comenzó a convertirse en una realidad alrededor de 2010, y desde entonces ha aumentado a cientos de ingenieros y científicos que trabajan en los EE. UU. y Europa, algunos de los cuales han invertido una parte significativa de sus carreras en este proyecto. Los equipos han tenido que trabajar a través de muchos desafíos de desarrollo de vanguardia, no solo en el satélite, sino también en los sistemas y algoritmos terrestres.

Muchas de las misiones en las que ha trabajado se han llevado a cabo con socios internacionales. Este incluye al CNES, así como a la Agencia Espacial Canadiense y la Agencia Espacial del Reino Unido. ¿Por qué este tipo de cooperación ha sido una parte tan importante de su trabajo?

Planificación, ejecutando y financiar este tipo de misiones es un gran esfuerzo, y requiere compromiso y confianza. Hemos tenido éxito en esto porque podemos compartir la carga y el riesgo. Y hemos podido hacerlo porque la necesidad de los tipos de información que recopilan estos satélites se ha expresado en todo el mundo. Los problemas que ayudarán a abordar son problemas globales, no solo los que solo están sucediendo en lugares como América del Norte, Europa o África.

¿Qué pasa con la misión que te mantiene despierto por la noche?

Todo y nada. Cada día trae numerosos y diversos conjuntos de desafíos, muchos de los cuales no preveo, incluso con años de experiencia. Pero, Puedo dormir porque sé que tenemos personas extremadamente talentosas y dedicadas que trabajan juntas para superar lo que sea que enfrentamos.