El IEEC participa en la Constelación Atlántica, un proyecto de observación de la Tierra desde el espacio

Recientemente se anunció oficialmente un innovador programa de observación de la Tierra promovido por Portugal y España: la Constelación Atlántica, que cuenta con la participación de diversas instituciones y empresas. El anuncio tuvo lugar el 16 de octubre en las instalaciones de la Agencia Espacial Europea (ESA) en Madrid (ESAC), durante la celebración del 50.º aniversario de la agencia.

La empresa líder en tecnología espacial Open Cosmos ha sido seleccionada por la Agencia Espacial Española (AEE) y la ESA para liderar el desarrollo del componente español de esta constelación. Así, diseñará y construirá ocho microsatélites avanzados que generarán datos críticos de observación terrestre para aplicaciones clave, incluyendo la gestión medioambiental, la resiliencia climática y la vigilancia de zonas costeras. La entrega de estos satélites está prevista para antes de 2027.

En la Constelación Atlántica también participan otras empresas, como Satlantis, Alén Space y FOSSA Systems, así como diversas unidades de investigación del Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), que desempeñarán un papel clave en esta fase de implementación del componente español. En particular, han colaborado en la propuesta ganadora grupos de investigación del Instituto de Ciencias del Espacio (ICE-CSIC), la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) y la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB).

Este programa tiene una vida útil operativa prevista de cinco años, con el objetivo de desarrollar una infraestructura espacial resiliente, accesible y práctica, que genere beneficios tangibles para la sociedad y el planeta.

«La próxima reunión ministerial de la ESA es clave para España en términos de mantener el progreso de sus iniciativas espaciales. Con la firma de ESCA —el componente español de la Constelación Atlántica—, que tendrá un gran potencial para desempeñar un papel en ERS-EO (European Resilience from Space – Earth Observation), mostramos el alcance de la implicación española en los programas de Observación de la Tierra de la ESA», declaró Simonetta Cheli, Directora de Programas de Observación de la Tierra de la ESA, durante la celebración del 50.º aniversario de la agencia.

Cada uno de los ocho microsatélites estará equipado con cuatro instrumentos a bordo para la recopilación de datos terrestres: cámaras ópticas multiespectrales de alta resolución, que proporcionarán una visión privilegiada del planeta; sensores de reflectometría GNSS, que miden las reflexiones de las señales de navegación terrestre; conectividad IoT (Internet de las Cosas), que permite recopilar datos in situ en zonas remotas, monitorizar diversos aspectos terrestres y transmitir esta información de manera asequible; y un sistema AIS (Sistema de Identificación Automática), que permite localizar embarcaciones y monitorizar la actividad marítima más allá de las limitaciones de visibilidad. 

El ICE-CSIC es responsable de una de las cuatro cargas útiles presentes en cada satélite de la constelación: el reflectómetro GNSS (GNSS-R), una técnica de teledetección que utiliza señales de satélites rebotadas en la superficie de la Tierra para obtener información.

La técnica GNSS (Sistemas Globales de Navegación por Satélite, por sus siglas en inglés) comprende las constelaciones que transmiten señales con fines de navegación y posicionamiento, como GPS y Galileo. El sensor GNSS-R, por su parte, adquiere estas señales una vez se reflejan en las superficies terrestres (océanos, tierra firme, lagos, hielo polar, etc.) para inferir algunas de las propiedades de dichas superficies.

El hardware y el firmware del sensor son proporcionados por Microwave Sensors and Electronics (MWSE) y la UPC, respectivamente. Esta carga útil está basada en la Flexible Microwave Payload – 2 (FMPL-2), un instrumento híbrido que combina un radiómetro de microondas y un reflectómetro de señales de navegación, que se embarcó en 2020 en el satélite 3Cat-5/A de la misión FSSCat, desarrollada en el NanoSat Lab de la UPC. De esta manera, el consorcio aprovecha la experiencia generada con esta misión, la primera basada en CubeSats que contribuyó al programa Copernicus proporcionando datos de humedad del suelo, extensión y grosor del hielo marino, así como viento y salinidad del mar.

En este proyecto, la UPC también desarrolla los algoritmos de nivel 1, que transformarán los datos crudos en los observables a partir de los cuales se extraen los parámetros geofísicos. Adriano Camps, catedrático de la UPC y miembro del IEEC, ha liderado esta contribución. Por otra parte, la antena es suministrada por Anteral.

Además, el ICE-CSIC también desarrolla los algoritmos para extraer la información geofísica de los datos de bajo nivel. Estos algoritmos, que generarán información de la superficie terrestre sobre inundaciones, humedad del suelo, vientos oceánicos y características del hielo marino, se ejecutarán en el segmento terrestre de la misión una vez que los satélites sean lanzados a sus órbitas.

«La Constelación Atlántica, con ocho satélites equipados con un sensor GNSS-R cada uno, representará una importante contribución al Sistema de Observación de la Tierra (EOS). Proporcionará variables clave mediante observaciones de microondas en banda L en todo el planeta, con un potencial impacto en la predicción meteorológica, la agricultura y la gestión de los recursos hídricos, los estudios climáticos y la respuesta a emergencias», afirma la investigadora del ICE-CSIC y del IEEC Estel Cardellach, pionera en el estudio y desarrollo de la técnica de reflectometría GNSS.

Además, desde el IEEC y el Grupo de Investigación en Codificación Interactiva de Imágenes (GICI) de la UAB, se dio apoyo a la propuesta de Open Cosmos aportando tecnología de compresión de datos. Se trata de algoritmos de vanguardia para la compresión de imágenes multiespectrales diseñados específicamente para nanosatélites.

La innovadora configuración de esta constelación la convierte en una de las más versátiles e impactantes desarrolladas en Europa, y en un ejemplo único en su tipo para Catalunya y España.

La Constelación Atlántica