TerraSAR-X

Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada. Busca fuentes: «TerraSAR-X» – noticias · libros · académico · imágenes Este aviso fue puesto el 22 de febrero de 2018.

TerraSAR-X es un satélite radar de observación de la Tierra construido en el marco de la colaboración público-privada entre el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y EADS Astrium. TerraSAR-X fue lanzado el 15 de junio de 2007 y está operativo desde enero de 2008. Junto con su satélite gemelo TanDEM-X, lanzado el 21 de junio de 2010, TerraSAR-X ha adquirido la base de datos WorldDEM, el Modelo Digital de Elevación global. Los derechos de explotación comercial exclusivos son propiedad de Airbus Defence and Space.

Diseñado para llevar a cabo su tarea durante cinco años, TerraSAR-X se desplaza sobre una órbita polar, crepuscular y heliosíncrona a 514 km de altitud. Se desplaza a lo largo del límite entre día y noche de la Tierra, y presenta siempre la misma cara hacia el Sol para obtener un suministro energético constante. Proporciona de forma fiable imágenes radar con una resolución que puede alcanzar 1m, con independencia de las condiciones meteorológicas y lumínicas. Su tiempo de acceso a cualquier lugar de la Tierra es de dos días y medio como máximo (dos días con un 95% de probabilidad). La longitud de onda de la antena Banda X es de 31mm y su frecuencia es de 9,6 GHz.

TerraSAR-X adquiere datos radar en varios modos:

• Staring SpotLight: hasta 0,5 m de resolución, escena de 8 km de ancho por 4 km de largo
• SpotLight: hasta 1m de resolución, escena de 10 km de ancho por 5 km de largo
• StripMap: hasta 3m de resolución, escena de 30 km de ancho por 50 km de largo
• ScanSAR: hasta 18 m de resolución, escena de 100 km de ancho por 150 km de largo
• Large ScanSAR: 40 m de resolución, escena de 270 km de ancho por 200 km de largo
• StripMap y ScanSAR: longitud de adquisición extensible hasta 1.650 km
• WideScanSAR: longitud de adquisición extensible hasta 800 km.

El diseño de la antena SAR de TerraSAR-X permite varias combinaciones: polarización simple, doble o la totalidad de los datos polarimétricos. En función del uso, existen cuatro niveles de productos:

• Single Look Slant Range Complex (SSC)
• Multi Look Ground Range Detected (MGD)
• Geocoded Ellipsoid Corrected (GEC)
• Enhanced Ellipsoid Corrected (EEC)

Los sensores radar funcionan independientemente de la cobertura nubosa y de las condiciones lumínicas. Las adquisiciones pueden llevarse a cabo en cualquier momento del día o de la noche. Pueden realizarse diferentes análisis, como el SAR, la polarización o la interferometría.

Satélite gemelo de TerraSAR-X, TanDEM-X se situó el 21 de junio de 2010 sobre la misma órbita en formación cerrada, a una distancia de unos centenares de metros.^[1]​ Esta constelación única de satélites permite la generación de WorldDEM ™, el Modelo Digital de Elevación (MDE) global y homogéneo. Disponible a partir de 2014, WorldDEM ofrece una precisión vertical relativa de 2m y absoluta de 10m, con mosaicos de 12 por 12 metros. El satélite español PAZ (operador: Hisdesat) se situará sobre la misma órbita que TerraSAR-X a inicios de 2014. Juntos, los satélites forman una constelación con una cobertura y una capacidad optimizada significativa.

TerraSAR-X aporta algunas novedades técnicas e industriales. Una de estas innovaciones es una especie de imagen con zum, con una resolución y una extensión intercambiables en una relación 1:10. Es decir, puede adquirir un área más grande con menos resolución o una más pequeña con la máxima resolución posible. Además, la antena puede alinearse de forma electrónica dentro de un rango de ángulo, de modo que el punto de vista es ajustable. Los satélites radar anteriores solo pueden orientar la antena en una dirección.

Gracias al sensor radar ajustable, junto con otros ajustes de trayectoria (precesión por el achatamiento de la Tierra), cualquier lugar del planeta puede observarse en un plazo de uno a tres días. Para cualquier punto específico sobre el ecuador de la Tierra, TerraSAR-X dispone de un ciclo de revisita de 11 días. El plazo de revisita disminuye hacia los polos. Por ejemplo, el norte de Europa tiene un plazo de revisita de entre tres y cuatro días, normalmente.

Los controles y el mecanismo de operación en tierra de TerraSAR-X fueron desarrollados por el DLR en Oberpfaffenhofen. Están compuestos por el Equipo Operativo de la Misión, el Segmento de Tierra de Carga Útil, y el Segmento de Calibración y Operación del Instrumento. Los organismos responsables del desarrollo del segmento de tierra son el Centro Alemán de Operaciones Espaciales (GSOC, por sus siglas en inglés), el Centro Alemán de Datos por Sensor Remoto (DFD, por sus siglas en alemán), así como Institutos para Metodología de Sensor Remoto (MF, por sus siglas en alemán) y el Instituto para Ingeniería de Alta Frecuencia y Sistemas Radar (HR, por sus siglas en alemán), que forman parte del DLR.

Entre las aplicaciones de las imágenes radar en alta resolución de TerraSAR-X se incluyen:

• Cartografía topográfica: actualizaciones cartográficas en 2D y 3D, a escalas de hasta 1:25.000.
• Movimiento de superficie: gracias a las diferentes imágenes adquiridas por TerraSAR-X sobre la misma área a lo largo del tiempo, pueden detectarse desplazamientos en la superficie provocados por minería en la subsuperficie, extracción de petróleo o gas, construcción de infraestructuras o ingeniería subterránea[2].
• Detección de cambios: supervisión de proyectos de construcción a gran escala y redes de infraestructuras, seguimiento y documentación de cambios y desarrollos.
• Cobertura terrestre y cartografía del uso de la tierra: informaciones precisas y actualizadas sobre cobertura terrestre y uso de la tierra, también sobre lugares donde resulta difícil recabar informaciones mediante el uso de otras tecnologías a causa de una cobertura nubosa permanente.
• Aplicaciones de defensa y seguridad: entre las aplicaciones se incluye la planificación efectiva de misiones, la evaluación rápida de desastres naturales o provocados por el hombre, o el control de fronteras a través de la detección de rutas (cambios), vallas y objetos móviles.
• Respuesta inmediata en caso de emergencia: gracias a su breve plazo de revisita, TerraSAR-X es una fuente fiable de información en caso de desastres naturales o provocados por el hombre (por ejemplo, terremotos, inundaciones, conflictos bélicos, etc.). El satélite proporciona información fiable para gestionar tanto el desastre como la respuesta, que permite reconocer y evaluar los daños sobre áreas habitadas e infraestructuras viales, identificar áreas concretas, y coordinar las acciones de rescate de forma eficiente.
• Aplicaciones medioambientales: por ejemplo, aplicaciones de supervisión de bosques, inundaciones o calidad del agua
• Actualmente, se están evaluando otras aplicaciones: supervisión del tráfico, aplicaciones marítimas, supervisión de la vegetación

El DLR coordina el uso científico de los datos TerraSAR-X a través del Sistema del Servicio Científico de TerraSAR-X. Los nuevos datos de calidad que suministra TerraSAR-X ofrecen una enorme cantidad de incentivos para emprender nuevas investigaciones, por ejemplo en los ámbitos de la ecología, la geología, la hidrología y la oceanografía. Los movimientos más pequeños de la superficie de la Tierra (tectónica de placas, vulcanismo, terremotos) son otros campos científicos de aplicación.

Para garantizar el éxito comercial de la misión, EADS Astrium fundó en 2001 Infoterra, una filial que controla al 100 %. Esta compañía es responsable de desarrollar un mercado comercial para los datos TerraSAR-X, así como para los productos y servicios de geoinformación basados en TerraSAR-X. RADAR significa Radio Detection and Ranging (Detección y Medición de Distancias por Radio), y normalmente contiene:

• Medición de distancias (EDM) por medio del tiempo que tarda el reflejo de una señal en regresar;
• Medición de direcciones a través del ajuste de la antena y, recientemente, también análisis diferentes como SAR, polarización, interferometría, etc.

Los satélites con tecnología radar son todavía relativamente nuevos en comparación con los sistemas ópticos de cámara. La resolución (nitidez del detalle) es en principio más baja, pero el radar tiene otras ventajas: no depende de la iluminación y las condiciones meteorológicas, de modo que las adquisiciones pueden llevarse a cabo en cualquier momento del día o de la noche, y con independencia de la cobertura nubosa. Esto contribuye significativamente a la fiabilidad del sistema, una propiedad indispensable para muchas aplicaciones y usuarios. Las técnicas de los primeros satélites radar fueron, entre otras, la altimetría (altura sobre el nivel del mar), como en el caso del satélite SEASAT de la NASA (lanzado en 1978), dedicado a medir la velocidad y la dirección de las olas y el viento, y obtener datos del suelo. Hoy en día, por ejemplo, podemos medir la velocidad de otros satélites en mm/seg con exactitud (GRACE) y la lenta deformación de los volcanes. Las fuerzas armadas de muchos países han utilizado el radar desde finales de los años 30 y los satélites RADAR como mínimo desde 1978.

• Búsqueda de alcance (EDM) en función del tiempo que la señal reflectada necesitaba para regresar.
• Medidas de dirección sobre el ajuste de la antena, y recientemente,
• también diferentes análisis de SAR, polarización, Interferidor, etc.

Los satélites con tecnología de radar son relativamente nuevos comparados con los sistemas de cámaras ópticas. La resolución es en principio pequeña, pero el radar tiene otras ventajas: la reducción de frecuencia, hace más fácil la penetración de radiaciones en la superficie terrestre incluyendo la vegetación y minerales para encontrar elementos desconocidos (minas, minerales,...).

Las primeros satélites con tecnología radar fueron el altímetro, el SEASAT de la NASA (lanzado en 1978), control de ondas, viento o minerales. Hoy en día podemos hasta controlar la velocidad de los satélites en mm/seg (GRACE), y las más leves deformaciones de volcanes. Los militares han utilizado radares desde finales de los treinta y los satélites RADAR al menos desde 1978.

• Seasat: El primer radar SAR en el espacio en 1978
• SAR Lupe: Satélites radar militares de Alemania
• Tecnología SAR Synthetic Aperture Radar)
• Tecnología de observación de la Tierra
• Satélite de observación de la Tierra
• Modelo digital de elevación

Radares en el transbordador espacial:

• SIR-A (Shuttle Imaging Radar) a bordo de STS-2 en 1981
• SIR-B a bordo de STS-41-G en 1984
• SRL-1 (Shuttle Radar Laboratory): SIR-C (Spaceborne Imaging Radar) y X-SAR (X-Band Synthetic Aperture Radar) a bordo de STS-59 en 1994
• SRL-2: SIR-C/X-SAR a bordo de STS-68 en 1994
• SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) a bordo de STS-99 en 2000

(los autores de TerraSAR-X formaron parte de las misiones SRL y SRTM)

• TerraSAR-X en el sitio web de DLR
• TerraSAR-X en el sitio web de EADS Astrium
• TanDEM-X en el sitio web de EADS Astrium