FLEX y Sentinel-3C, dos vigías de un planeta que cambia

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Un despegue nocturno y dos satélites entregados con una hora de diferencia

La cuenta atrás se detuvo a las 03:21, hora de Europa central, es decir, las 22:21 de la víspera en Kourou y la 01:21 en tiempo universal. El cohete abandonó su plataforma sobre el océano Atlántico y se dirigió al norte, con una trayectoria que sobrevuela el agua en lugar de zonas habitadas.

Este vuelo lleva un nombre en clave, VV30. Es el octavo lanzamiento de Vega-C, la versión modernizada del cohete ligero europeo, y el segundo que opera por su cuenta la empresa italiana Avio. Señal de que la misión se sale de lo común, la ESA habla de un primer lanzamiento doble para este cohete.

¿Por qué doble? Porque los dos satélites partieron juntos, apilados dentro del carenado, la nariz del cohete que los protege durante el ascenso por la atmósfera. Sentinel-3C iba colocado arriba del todo. FLEX estaba instalado más abajo, en un adaptador llamado Vespa, una estructura intermedia que le sirve a la vez de soporte y de alojamiento. Esa disposición impone el orden de la suelta. Sentinel-3C se liberó primero, a las 04:21. Después Vespa se abrió para dejar salir a FLEX, a las 05:17, una hora más tarde. Desde el despegue hasta la separación del último satélite, el vuelo duró 116 minutos.

La primera señal no es un detalle administrativo. Mientras un satélite no ha hablado con una antena en tierra, nadie sabe si ha sobrevivido a los temblores del despegue y a la apertura brusca del carenado. Esa noche los dos respondieron. Los equipos han entrado ahora en la fase de puesta en servicio, varios días para revisar cada sistema antes de encender de verdad los instrumentos científicos.

FLEX, o el resplandor invisible que delata a una planta que sufre

Este es el experimento más extraño del lanzamiento. Tomemos una hoja verde iluminada por el Sol. Refleja luz, y eso la hace visible. Pero también emite otra, un resplandor mínimo que no tiene nada que ver con el reflejo.

La explicación cabe en una frase. La clorofila, la molécula que da color a las plantas y capta la luz, no aprovecha toda la energía que absorbe. Una pequeña fracción sale de nuevo en forma de luz roja e infrarroja cercana. Ese sobrante tiene nombre, fluorescencia, y su intensidad va ligada a la de la fotosíntesis, el mecanismo que convierte luz y dióxido de carbono en materia vegetal.

Una imagen sencilla: es una fuga de energía. Una planta sana dirige casi toda la luz captada hacia la fotosíntesis, y la fuga se queda en poco. Una planta sometida a sequía, a falta de nutrientes o a una plaga reparte esa energía de otro modo, y su resplandor cambia.

Conviene no imaginarse un árbol de Navidad. Esa fluorescencia es invisible para el ojo humano y necesita luz del día. Una hoja a oscuras no brilla, a diferencia de una luciérnaga, que produce su propia luz.

FLEX es el primer satélite concebido para rastrear esa señal desde la órbita. Su instrumento principal, el espectrómetro de imágenes de fluorescencia FLORIS, lo construyó la italiana Leonardo. Separa la luz recibida según sus longitudes de onda, como un prisma despliega un arcoíris, y busca en esa descomposición los dos picos característicos de la fluorescencia vegetal, en torno a 685 y 740 nanómetros. Dos matices de rojo que el ojo ni distingue.

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El resultado tomará la forma de mapas mundiales, divididos en celdas de 300 por 300 metros. Con esa resolución no se ven las hojas, pero sí se distinguen las parcelas agrícolas, los bosques y las praderas, y sobre todo su evolución con el tiempo.

Un detalle merece guardarse, porque separa la realidad de los atajos. Cuando una planta sufre, su fluorescencia no siempre baja. Según la fase del estrés, puede subir o bajar. La fluorescencia por sí sola no dice "esta planta va mal". Dice "algo ha cambiado, y aquí está cuándo". Es cruzando esa señal con otras mediciones como se entiende lo que ocurre.

Sentinel-3C, el relevo de una serie que cumple diez años

El segundo pasajero viene de otra escuela. Sentinel-3A y Sentinel-3B, lanzados en 2016 y 2018, ya proporcionan mediciones diarias de océanos, tierra, hielo y atmósfera. Sentinel-3C es el tercero de la serie, y su papel consiste ante todo en evitar que esa serie se interrumpa.

Esa continuidad importa más de lo que parece. Un satélite aislado produce imágenes. Una serie de satélites idénticos, extendida durante décadas, produce tendencias. Es la diferencia entre tomar la temperatura una vez y saber si la fiebre sube.

El cuadro de instrumentos de Sentinel-3 es amplio, y cuatro aparatos se reparten el trabajo. El más emblemático mide la temperatura de la superficie de océanos y tierras, con una precisión mejor que 0,3 kelvin. El kelvin es la unidad de temperatura de los físicos, graduada como el grado Celsius pero a partir del cero absoluto. El margen tolerado es tan fino que un instrumento así sirve de referencia para vigilar el calentamiento. Otro instrumento disecciona el color del agua y de la vegetación en 21 bandas de luz. Un tercero, un radar altímetro, mide la altura del mar, de los lagos y de los ríos calculando el tiempo que tarda un eco de radar en volver desde el suelo.

Las cifras que salen de esas mediciones alimentan los informes del IPCC y 55 variables climáticas esenciales definidas por el Sistema Mundial de Observación del Clima, la referencia internacional sobre qué hay que medir. El nivel medio del mar, por ejemplo, sube 3,64 mm al año desde 1999, un ritmo que se acelera. Sentinel-3 también sabe detectar fugas de metano de al menos 10 toneladas por hora, un gas de efecto invernadero potente, y vigilar incendios forestales, olas de calor, hielo del Ártico o penachos de humo que cruzan fronteras.

Este lanzamiento no se limita a prolongar la serie. La consolida para los próximos años, con un satélite nuevo en un momento en que sus dos predecesores envejecen. La misión la pilotan después conjuntamente la ESA y Eumetsat, la organización europea para la explotación de satélites meteorológicos, por cuenta de la Comisión Europea.

Por qué estos dos ingenios forman un dúo pensado para entender el clima

Aquí está el punto más interesante de la misión, y justifica que ambos satélites partieran con el mismo cohete.

FLEX no volará solo. Circulará unos minutos por detrás de un satélite Sentinel-3, en formación cerrada, lo que se conoce como volar en tándem. Una misma región queda así observada casi al mismo instante por dos instrumentos distintos. FLEX mide el resplandor de las plantas. Su compañero informa sobre la atmósfera que las cubre, la nubosidad, los aerosoles y el vapor de agua, además de la temperatura de superficie y el tipo de vegetación.

El cruce de los dos conjuntos de datos elimina la ambigüedad. La fluorescencia por sí sola dice que algo ocurre. Acompañada del contexto atmosférico, dice dónde, cuándo y probablemente por qué. La ESA resume el reto en una frase: una visión sin precedentes del funcionamiento de la vegetación mundial.

¿Por qué buscar una órbita heliosíncrona, a unos 820 km? Porque estos satélites pasan sobre cada región a la misma hora solar en cada vuelta. Las imágenes tomadas con diez años de diferencia siguen siendo comparables, como fotos hechas siempre con la misma iluminación. Es la clave de toda vigilancia ambiental de largo plazo, y la razón por la que la mayoría de los satélites de observación de la Tierra están ahí.

Lo que aporta esta misión, en una frase, es la capacidad de seguir la salud de la vegetación planetaria casi en directo. La fotosíntesis enlaza el carbono de la atmósfera, el ciclo del agua y la producción de alimentos. Saber dónde flojean bosques o cultivos antes de que amarilleen abre la puerta a modelos climáticos más ajustados, a una agricultura más ahorradora en agua y fertilizantes y a un seguimiento de la biodiversidad que ya no depende de visitas a pie.

La ESA recuerda que FLEX pertenece a su programa FutureEO, la familia de misiones exploratorias que prueba ideas inéditas. Es su octava entrega. Desde el primer satélite de esa familia, la lógica no ha cambiado: inventar un instrumento capaz de ver lo que nadie medía y colocarlo encima de nuestras cabezas.

Para ir más lejos

• Explorar el planeta visto desde la órbita con nuestras herramientas: el estado de la Tierra en directo y el mapa de la contaminación lumínica.
• Las definiciones útiles para seguir esta misión: la atmósfera, la órbita terrestre y la ESA.
• Otras dos atalayas para comparar: la Estación Espacial Internacional, que observa la Tierra desde 400 km de altitud, y Gaia, cuyos catálogos de estrellas sirven también al posicionamiento de precisión.
• El vídeo del lanzamiento: ESA en YouTube.
• Las fuentes de este artículo: comunicado de lanzamiento de la ESA, página de la misión FLEX, página de la misión Sentinel-3, dossier Sentinel-3 y clima, comunicado de Avio y comunicado de Thales Alenia Space.
• Tus mejores imágenes de la Tierra y del cielo: compártelas en nuestra galería de astrofotografías.