L’IEEC participa en la Constel·lació Atlàntica, un projecte d’observació de la Terra des de l’espai

Recentment, es va anunciar oficialment un innovador programa d’observació de la Terra promogut per Portugal i Espanya: la Constel·lació Atlàntica, que compta amb la participació d’institucions públiques i empreses privades. L’anunci va tenir lloc el 16 d’octubre a les instal·lacions de l’Agència Espacial Europea (ESA) a Madrid (ESAC) durant la celebració del 50è aniversari de l’agència.

L’empresa líder en tecnologia espacial Open Cosmos ha estat seleccionada per l’Agència Espacial Espanyola (AEE) i l’ESA per liderar el desenvolupament del component espanyol d’aquesta constel·lació. Així, dissenyarà i construirà vuit microsatèl·lits avançats que generaran dades crítiques d’observació terrestre per a aplicacions clau, incloent-hi la gestió mediambiental, la resiliència climàtica i la vigilància de zones costaneres. El lliurament d’aquests satèl·lits està previst per abans del 2027.

A la Constel·lació Atlàntica també hi participen altres empreses, com Satlantis, Alén Space i FOSSA Systems, així com diverses unitats de recerca de l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), que tindran un paper clau en aquesta fase d’implementació del component espanyol. En particular, han col·laborat amb la proposta guanyadora grups de recerca de l’Institut de Ciències de l’Espai (ICE-CSIC), la Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech (UPC) i la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). 

Aquest programa té una vida útil operativa prevista de cinc anys, amb l’objectiu de desenvolupar una infraestructura espacial resilient, accessible i pràctica que generi beneficis tangibles per a la societat i el planeta.

«La reunió vinent ministerial de l’ESA és clau per a Espanya en termes de mantenir el progrés de les seves iniciatives espacials. Amb la signatura d’ESCA -el component espanyol de la Constel·lació Atlàntica-, que tindrà un gran potencial per tenir un paper a ERS-EO (European Resilience from Space – Earth Observation), mostrem l’abast de la implicació espanyola als programes d’Observació de la Terra de la ESA», va declarar la Directora de Programes d’Observació de la Terra de la ESA, Simonetta Cheli, durant la celebració del 50è aniversari de la ESA.

Cadascun dels vuit microsatèl·lits estarà equipat amb quatre instruments a bord per a la recopilació de dades terrestres: càmeres òptiques multiespectrals d’alta resolució, que proporcionaran una visió privilegiada del planeta; sensors de reflectometria GNSS, que mesuren les reflexions dels senyals de navegació terrestre; connectivitat IoT (Internet de les Coses), que permet recopilar dades in situ a zones remotes, monitorar diversos aspectes terrestres i transmetre aquesta informació de manera assequible; i un sistema AIS (Sistema d’Identificació Automàtica), que permet localitzar embarcacions i monitorar l’activitat marítima més enllà de les limitacions de visibilitat.

L’ICE-CSIC és responsable d’una de les quatre càrregues útils presents a cada satèl·lit de la constel·lació: el reflectòmetre GNSS (GNSS-R), una tècnica de teledetecció que utilitza senyals de satèl·lits rebotats a la superfície de la Terra per obtenir informació.

La tècnica GNSS (Sistemes Globals de Navegació per Satèl·lit, per les seves sigles en anglès) comprèn les constel·lacions que transmeten senyals amb fins de navegació i posicionament, com GPS i Galileu. El sensor GNSS-R, per la seva banda, adquireix aquests senyals una vegada es reflecteixen a les superfícies terrestres (oceans, terra ferma, llacs, gel polar, etc.) per inferir algunes de les propietats d’aquestes superfícies. 

El hardware i el firmware del sensor són proporcionats per Microwave Sensors and Electronics (MWSE) i la UPC, respectivament. Aquesta càrrega útil està basada en la Flexible Microwave Payload – 2 (FMPL-2), un instrument híbrid que combina un radiòmetre de microones i una reflectòmetre de senyals de navegació, que es va embarcar el 2020 al satèl·lit 3Cat-5/A de la missió FSSCat, desenvolupada al NanoSat Lab de la UPC. D’aquesta manera, el consorci aprofita l’expertesa generada amb aquesta missió, la primera basada en CubeSats que va contribuir al programa Copernicus amb dades d’humitat del terra, extensió i gruix de gel marí, així com vent i salinitat del mar. 

En aquest projecte, la UPC també desenvolupa els algoritmes de nivell 1 que transformaran les dades crues en els observables a partir dels quals s’extreuen els paràmetres geofísics. Adriano Camps, catedràtic de la UPC i membre de l’IEEC, ha liderat aquesta contribució. D’altra banda, l’antena és subministrada per Anteral.

A més, l’ICE-CSIC també desenvolupa els algoritmes per extreure la informació geofísica de les dades de baix nivell. Aquests algoritmes, que generaran informació de la superfície terrestre sobre inundacions, humitat del sòl, vents oceànics i característiques del gel marí, s’executaran al segment terrestre de la missió una vegada que els satèl·lits siguin llançats a les seves òrbites.

«La Constel·lació Atlàntica, amb vuit satèl·lits equipats amb un sensor GNSS-R cadascun, representarà una important contribució al Sistema d’Observació de la Terra (EOS). Proporcionarà variables clau mitjançant observacions de microones en banda L a tot el planeta, amb un potencial impacte en la predicció meteorològica, l’agricultura i la gestió dels recursos hídrics», afirma la investigadora de l’ICE-CSIC i de l’IEEC Estel Cardellach, pionera en l’estudi i el desenvolupament de la tècnica de reflectometria GNSS.

A més a més, des de l’IEEC i el Grup de Recerca de Codificació Interactiva d’Imatges (GICI) de la UAB, es va donar suport a la proposta d’Open Cosmos aportant tecnologia de compressió de dades. Es tracta d’uns algoritmes d’avantguarda per a la compressió d’imatges multiespectrals dissenyats específicament per a nanosatèl·lits.

La innovadora configuració d’aquesta constel·lació la converteix en una de les més versàtils i impactants desenvolupades a Europa, i en un exemple únic del seu tipus per a Catalunya i Espanya.

La Constel·lació Atlàntica