TIROS I: 50 años de la primera imagen satelital

Hace 50 años despegaba desde Cabo Cañaveral (ahora Cabo Kennedy) el cohete que colocaría en órbita a uno de los satélites útiles que cambió la historia de la humanidad. Si bien Rusia había dado el primer paso en la historia satelital, el TIROS I fue el primer satélite meteorológico considerado “útil y funcional”. Diseñado para testear técnicas de captura de imágenes y de patrones meteorológicos desde su órbita alrededor de la Tierra, el mundo asistió embelesado a la llegada de la primera imagen, borrosa por cierto, de formaciones nubosas sobre los Estados Unidos. Una imagen captada pocos días después reveló un tifón aproximadamente a mil kilómetros al este de Australia. Comenzaba allí la historia moderna de la meteorología.

El primer día de abril de 1960, a bordo de un cohete Thor-Able, la NASA lanzaba el primer satélite meteorológico dando inicio a una nueva era de observaciones del planeta Tierra, en este caso desde el espacio. A partir de este hito tecnológico, la humanidad pudo observar desde las alturas su hábitat y comprender mejor su belleza y fragilidad. El satélite tenía la capacidad de adquirir imágenes de las nubes que cubrían gran parte del planeta. Llevaba consigo dos cámaras de televisión compactas con lentes denominados “gran angular”, dos grabadoras de video para almacenar fotografías cuando el satélite quedaba incomunicado (hasta 32 imágenes), un sistema de comunicaciones que permitía su telemetría y control, cohetes de combustible sólido para el control de giro y una poderosa fuente de alimentación con baterías recargables de Níquel-Cadmio. Estas baterías se recargaban a través de los 9200 paneles solares que cubrían casi todo el exterior de la nave y que eran capaces de proveer una potencia de hasta 19Watts.

Pesaba 122 kilos (268 libras), tenía poco más de un metro (43 pulgadas) de diámetro y 60 centímetros (23 pulgadas) de altura, sin contar las antenas desplegadas en la parte superior e inferior de la nave espacial. Su travesía alcanzó a durar 1.302 órbitas hasta que dejó de funcionar a mediados de junio de 1960 debido a un fallo eléctrico. Pudo generar cerca de 23.000 imágenes de la Tierra y tuvo una vida útil de 78 días, en la que las cámaras capturaron la evolución de una tormenta tropical (ciclón) extra grande en el Golfo de Alaska y las condiciones de hielo en el Golfo de St.Lawrence, entre otros fenómenos. Aunque la tecnología de la televisión y las técnicas para el procesamiento de las imágenes enviadas a la Tierra han sido superadas en forma muy amplia por los estándares de hoy, el lanzamiento del TIROS I no sólo abrió el camino a una nueva comprensión de la meteorología, sino que también amplió la vista de la humanidad sobre nuestro planeta, sus maravillas naturales y su lugar en el universo.

Su órbita era casi circular, conocida como “órbita prograde”, en un ángulo de 48 grados respecto al plano ecuatorial. TIROS I orbitó la Tierra cada 99,19 minutos a una altitud de entre 796 kilómetros en el perigeo y 867 kilómetros en el apogeo. Una vez estabilizado, el satélite dio una cobertura aproximada de la Tierra de casi 48 grados de latitud norte y 48 grados de latitud sur. Esto era aproximadamente desde Montreal, en Canadá, hasta Santa Cruz, en Argentina; o desde Le Havre, en Francia, hasta Sudáfrica; o desde el norte de Manchuria hasta Nueva Zelanda. En sus límites de órbita, el satélite podía ver indirectamente hasta más allá de los 55 grados de latitud con su cámara de gran angular.

El nombre TIROS son las siglas de Television and InfraRed Observation Satellite. Paradójicamente, el satélite no llevaba ningún sensor infrarrojo de imágenes a bordo pero poseía pequeños detectores de esta longitud de onda que le permitían localizar el horizonte terrestre. Estos sensores se utilizaban para discriminar entre la temperatura del espacio y la de la Tierra. Esto ayudaba a los sistemas a interpretar si las cámaras estaban apuntando hacia el espacio o hacia el planeta y a proceder a la corrección correspondiente de la posición del satélite. Luego, esta información era enviada a la Tierra para ayudar a registrar el punto exacto donde eran tomadas las imágenes que se transmitían mediante un transmisor de tan sólo 2Watts de potencia de RF en la (por entonces) poco explorada banda de VHF de 200Mhz. Las antenas transmisoras se ubicaban por debajo de la nave, mientras que la única antena receptora se emplazaba en su parte superior. Cada cámara, además, estaba acoplada a un transmisor independiente y poseía un reloj en tiempo real que permitía sincronizar las distintas instrucciones enviadas desde la Tierra.

TIROS I fue el primer intento de la NASA en el uso de satélites para ayudar a los científicos a estudiar los fenómenos climáticos en la Tierra. Este emprendimiento de importancia superlativa estaba dirigido por la NASA, la Armada de los Estados Unidos (U.S. Army Signal Research and Development Lab), el U.S. Weather Bureau, actualmente llamado Servicio Meteorológico Nacional, y el U.S. Naval Photographic Interpretation Center. "Este satélite ha cambiado para siempre el pronóstico del tiempo", dijo Jane Lubchenco, Subsecretaria de Comercio para los Océanos y la Atmósfera, administradora de NOAA (National Oceanic and Atmospheric Aministration). "Desde TIROS I, los meteorólogos disponen de una mayor información sobre los cambios y variaciones del clima y pueden emitir pronósticos más precisos y advertencias que ayuden a salvar vidas y proteger la propiedad de las personas".

La NASA lanzó un total de 10 satélites de la serie TIROS. A lo largo de la década de 1960, cada satélite llevaba instrumentos cada vez más avanzados en propiedades de medición y en tecnología. En 1965, los meteorólogos lograron combinar en una sola fotografía cerca de 450 imágenes enviadas por satélites TIROS en lo que fue el primer punto de vista global del clima en toda la esfera visible del planeta. El éxito de TIROS I alentó a la Oficina Meteorológica, a investigadores y científicos de las Fuerzas Armadas, a la NASA y al sector privado para comenzar a desarrollar y operar un satélite meteorológico de observación mundial en 1961. Fue entonces que se pusieron en marcha los avances constructivos de otros satélites de órbita polar TIROS durante los siguientes años, poniendo a prueba nuevas lentes de cámaras y nuevas técnicas de transmisión de imágenes. TIROS VIII, lanzado a finales de 1963, desarrolló con éxito un sistema de transmisión automática de fotografías que continuamente transmitía imágenes a estaciones receptoras en la Tierra (en cualquier parte del mundo) a lo largo del recorrido que iba efectuando el satélite.

El satélite TIROS IX, lanzado en 1965 y en sincronía con la órbita terrestre alrededor del Sol, cerca de la órbita polar, dio la primera cobertura completa diaria de toda la parte de la Tierra iluminada por el Sol. Sólo unos meses antes, el satélite NIMBUS llevó en su instrumental un sensor de infrarrojos que permitía obtener por primera vez imágenes durante la noche desde el espacio. TIROS X, el primer satélite meteorológico completamente operativo, se inició en 1965, sólo cinco años después de la puesta en marcha de la pionera nave TIROS I. Este satélite demostró la viabilidad de un sistema operativo de observación en tiempo real desde satélites LEO (Low Earth Orbit). Diez años después, en 1975, la NASA lanzó el primer satélite geoestacionario operacional del medio ambiente (Geostationary Operational Environmental Satellite, GOES), enclavado a una altura de 36 mil kilómetros en el espacio. Gracias a su capacidad de órbita en sincronismo con la rotación de la Tierra y junto con los satélites de órbita polar, estos satélites les ofrecen a los meteorólogos de todo el mundo una herramienta de gran alcance.

"No hubiera sido posible proporcionar pronósticos de huracanes tremendos sin las imágenes y los datos cruciales obtenidos desde los satélites geoestacionarios y de órbita polar", dijo Chris Landsea, oficial de operaciones del Centro Nacional de Huracanes de NOAA, en Miami. "Antes de los satélites, muchas tormentas tropicales y huracanes no alcanzaban las costas y esa era una información que se perdía ya que los eventos sucedían sobre el océano abierto. Ahora sabemos con exactitud la cantidad de tormentas tropicales y huracanes que existen a cada momento y que tienen cambios en su cantidad de década en década". Con la continuación de las mejoras tecnológicas, los satélites les dieron a los científicos la capacidad de seguimiento de los cambios en el clima, desde el comienzo sutil de la sequía y su impacto en la vegetación, pasando por el control de las temperaturas de la superficie terrestre o, dentro del mar, hechos que indican fenómenos atmosféricos, tales como El Niño y La Niña.

El 6 de febrero de 2009, la NASA lanzó el último de los satélites TIROS, NOAA-N Prime, desde la Base Aérea Vandenberg, en California. Ahora llamado NOAA-19, el satélite proporciona cobertura para la órbita de la tarde, mientras un satélite europeo está a cargo de la órbita de la mañana a través de una asociación con NOAA y la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos. El 1 de febrero de 2010, la Casa Blanca reestructuró el proyecto NPOESS (National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System), que se trata de un esfuerzo conjunto entre NOAA, la NASA y el Departamento de Defensa, programado para despegar a finales de 2011. Se demostrará la capacidad de sensores de nueva generación, permitiendo la continuidad de los sistemas de observación de la Tierra por parte de la NASA. El equipo de NOAA y la NASA también construirán, lanzarán y operarán dos satélites más de órbita polar en el marco del Joint Polar Satellite System. Se espera que los satélites estén listos para su lanzamiento en 2015 y 2018.

NOAA y la NASA también está trabajando para lanzar la próxima generación de satélites de la serie GOES-R, a partir de 2015. Estas naves espaciales tendrá dos veces la claridad de imagen que ofrecen los GOES de hoy y proporcionarán una información 20 veces mayor a la actual.

Hace tan sólo 50 años, el mundo veía las primeras imágenes borrosas de algunas nubes que cubrían el suelo terrestre. Hoy, la humanidad posee naves en suelo marciano que nos envían imágenes con calidad HD, mientras otras sondas recorren los anillos de Saturno y sus lunas. “Para saber hacia qué lado te diriges, debes saber desde dónde vienes”. ¿A qué punto crees que llegaremos dentro de 50 años?