Landsat-7, o fiel gardián da Terra

1999/08/01 Susaeta, Tomasa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronautika

Antes de 1972 as observacións de satélite usábanse con éxito en meteorología, pero o estudo dos fenómenos e características superficiais da Terra era una zona non cultivada por satélite. A NASA deu o primeiro paso cando lanzou o programa Landsat. O éxito do programa foi total: cambiou totalmente a forma de mirar ao noso planeta e con el lanzouse un novo campo de investigación científica e aplicacións prácticas: a teledetección.

Familia
Landsat

En 1972 o satélite Landsat-1 saíu de California. Tiña un escáner multiespectral de 75 m de resolución (Multi-Spectral Scanner, MSS) e traballou até o 2 de xaneiro de 1978. As imaxes enviadas por Landsat-1 demostraron claramente que a teledetección era una ferramenta moi adecuada en xeoloxía, ordenación do territorio, planificación de recursos hídricos, movemento dos xeos mariños ou cartografía. No seu cinco anos e medio de vida enviou máis de 300.000 fotografías. O éxito do primeiro satélite Landsat foi un estímulo paira o desenvolvemento e mellora do programa.

Seguiulle Landsat-2. Foi expulsado en 1975 e realizou e realizou fotografías até febreiro de 1982. O seguinte, Landsat 3, traballou desde o 31 de marzo de 1978 até o 31 de marzo de 1983.

Landsat-4 foi espaciado o 22 de xullo de 1982, cunha órbita inferior á dos seus predecesores e ademais do escáner MSS utilizado no tres anteriores, portou una ferramenta de mapas temáticos (Thematic Mapper, TM). Mentres o MSS traballa en 4 bandas espectrales, a TM traballa en 7 bandas espectrales, una das cales detecta radiación infravermella (calor) e, por tanto, pode facer fotos nocturnas. Grazas á TM, Landsat-4 enviou datos máis detallados e claros que os anteriores. Traballou até xullo de 1987.

Landsat-5 se espació en 1984 e estableceuse nunha órbita inferior a Landsat-4. En canto ao utillaje, era como o anterior. O seguinte, Landsat-6, deseñado paira dar continuidade ao programa, foi dotado de ferramentas máis potentes que as anteriores. Despegou o 5 de outubro de 1993, pero foi un erro no lanzamento e non conseguiu chegar á órbita. Desperdiciouse. Con todo, as observacións non se interromperon, xa que Landsat-5 seguiu traballando.

O último neno da familia Landsat-7, que traballa desde abril deste ano, conta cun mapeador temático mellorado (Enhanced Thematic Mapper+, ETM+), que traballa en 8 bandas espectrales e cunha resolución superior ás anteriores.

As imaxes de Landsat paira que?

Desde 1972 e sen interrupción, o programa Landsat puxo a disposición dos investigadores unha chea de datos e imaxes. Estes datos son un tesouro único. Actualmente, paira analizar calquera cambio planetario, os datos de Landsat son imprescindibles pola súa calidade e cantidade. A superficie da Terra é a expresión de procesos biofísicos e culturais, polo que os datos de superficie da Terra serven paira medir a súa extensión.

Os datos históricos de Landsat proporcionan información sobre a variación da extensión dun proceso e a velocidade da súa modificación. Por iso, os datos de Landsat son fundamentais paira comprender a influencia e distribución dos fenómenos a nivel global na investigación dos procesos rexionais. Estes datos utilizáronse e vanse a utilizar paira o estudo de moitos ámbitos. Por exemplo, o estudo da afección da urbanización ás zonas rurais ou a modelización de fenómenos que inciden no medio ambiente global (como a distribución da neve e o xeo, que incide no cambio climático) e o estudo dos fenómenos atmosféricos son tamén de gran utilidade nestes fenómenos cando os procesos superficiais da Terra afectan a estes fenómenos.

Cantos exemplos

Existen moitos exemplos de uso. Por exemplo, a información sobre fallas e zonas de rotura obtida a partir de imaxes de Landsat utilizouse paira seleccionar a localización das centrais nucleares e elixir os percorridos de gasodutos e oleodutos máis adecuados. E utilizáronse imaxes de satélite paira apoiar a navegación en Alaska ou paira monitorizar a contaminación da bahía de Osaka en Xapón.

Os geógrafos tamén utilizan as imaxes de Landsat. Na Antártida as imaxes de Landsat descubriron no sur da Provincia Vitoria e no glaciar Lambert grupos montañosos até entón descoñecidos.

Tamén se poden utilizar imaxes de satélite paira identificar e medir recursos hídricos. Por exemplo, pódense utilizar paira medir a cantidade de neve acumulada no inverno nos montes e con ela predicir canto variará o caudal dos ríos na primavera ao derretirse a neve. Noutra
orde de cousas, as imaxes de Landsat mostran moi claramente o tipo e a distribución dos xeos oceánicos, así como o crecemento, o movemento e a ruptura do xeo mariño. Isto permite mostrar portos sen xeo ou camiños sen xeo en zonas xeadas do mar. En 1975 demostrouse claramente a utilidade do satélite Landsat paira a navegación: O rompehielos estadounidense Burton Island estaba nunha expedición científica na Antártida. Un día quedou atrapado no xeo e foi guiado por estreitas canles de auga que só podían verse nas imaxes de Landsat ata que saíu da zona de xeo.

As aplicacións da teledetección e Landsat demostráronse hoxe en día aptas e útiles paira todos estes programas.

Como traballa Landsat?

Landsat distribúe os datos nas casas do Sistema de Referencia Mundial (Worlwide Reference System, WRS). Neste sistema de referencia toda a superficie da Terra está dividida en cadrados, é dicir, en percorridos orbitarios -en pistas- e en liñas. As pistas dirección norte-sur están numeradas do 001 ao 233 de leste a oeste, coa pista 001 que atravesa o ecuador nunha lonxitude occidental de 64,60 graos.

As separacións entre as 248 liñas en dirección este-oeste son tamén uniformes: no lado do día a liña 60 e no lado da noite a liña 184 únense ao ecuador. Por tanto, o sistema WRS divide a superficie da Terra en 57.784 cuadrículas. Cada cuadrícula ten una anchura de 183 km e una lonxitude de 170 km. Baseado no WRS, o satélite ten un ciclo de 16 días, é dicir, durante 16 días alcanza toda a superficie terrestre ou, o que é o mesmo, o satélite pasa cada 16 días por encima de calquera lugar.

O escáner ETM+ obtén una información de 3,8 gigabites por cuadrícula. Estes datos pódense enviar en tempo real a través de una banda de raios X (banda X) de 150 megabites por segundo á estación central terrestre de Landsat, situada en Sioux Falls, Dakota do Sur, Estados Unidos, ou a unha das estacións internacionais que realizan o seguimento do satélite Landsat na Terra. Ou ben, poden almacenarse nun rexistrador de estado sólido punteiro con capacidade de almacenar información de 380 gigabits (100 cadros de información) paira o seu posterior envío á Terra.

Ademais, o satélite conta coa segunda vía de comunicación coa Terra, a banda de onda curta (banda S), utilizada paira recibir ordes de goberno de satélites e enviar datos de telemetría.

Creando imaxes a partir dos datos de Landsat

O escáner mapeador de Landsat detecta a luz do Sol
reflectida pola Terra en todo o rango do espectro electromagnético que ve o noso ollo, é dicir, de azul a vermello, e ademais detecta a radiación infravermella que o noso ollo non pode ver pero que reflicte a Terra (A).

A forma máis común de crear imaxes a partir dos datos que envía o escáner de Landsat é utilizar una banda como cor primaria paira obter una imaxe de cor (B) combinándoa con outras bandas. Na figura C, A figura resultante da unión das bandas 4 e 2 mostra figúraa "cor natural" que se obtén mediante a unión das tres bandas de luz visible (3ª, 2ª e 1ª).

Monitorización da deforestación

Nestas imaxes pódese ver parte da selva amazónica entre os estados brasileiros de Tocantins, Mahanhao e Paira. A foto da esquerda realizouse en agosto de 1995 e a da dereita en maio de 1997. Nun prazo de 2 anos, una gran parte da selva foi espremida.

Proxeccións estéreo paira obter imaxes tridimensionales

Esta imaxe é una perspectiva do sinclinal de Camargo no centro de Bolivia. A creación da imaxe baseouse en dúas imaxes reais do satélite Landsat-5, realizadas o 6 de xuño de 1985 e o 16 de xuño de 1986.

Landsat colleunos de ángulos lixeiramente diferentes. As dúas posicións diferentes do satélite actúan como os nosos dous ollos, xa que os nosos ollos atópanse a pouca distancia. Combinando ambas as imaxes cun modelo territorial pódense obter imaxes estéreo.

O relevo do terreo en detalle

Imaxe da rexión próxima á Cidade de México, obtida dos datos enviados por Landsat (combinación de tres bandas: infravermello de onda curta, infravermello e luz verde). Vese moi ben o territorio montañoso e abrupto que rodea a cidade. Esta situación provoca que o aire urbano non salga, detéñase, detéñase e prodúzase un smog. A cidade construíuse sobre o terreo formado pola erosión dos montes, é dicir, os edificios e as estruturas da cidade descansan sobre rocas sedimentarias. En consecuencia, os edificios non teñen una base sólida e os terremotos poden provocar graves desastres na cidade.

Medindo a extensión e o cambio dos glaciares

Os investigadores estudan o movemento e o comportamento do xeo na Antártida. Se cambian as forzas que provocan o movemento do xeo, o xeo podería voar máis rápido fose do continente e caer ao mar, elevando o nivel do mar.

O estudo do movemento desde a Terra non é fácil, xa que o clima da Antártida non permite realizar suficientes observacións e medicións.

Os geólogos e hidrólogos están a utilizar imaxes de Landsat paira medir o movemento e utilizan crevasses como punto de referencia. Con estes datos, xunto con outras referencias e datos, pódese observar nas imaxes o aspecto da Antártida fai 20.000 anos (no último xeo) e o actual.

A combinación de bandas de escáner permite destacar algunhas características

Nestas imaxes pódese ver una rexión do sur de California, desde Long Beach até San Diego. Á esquerda e á dereita aparece a mesma imaxe; á esquerda aparece a figura 3. (vermello), 2. (verde) e 1. (vermello) é una combinación de bandas, moi similar á cor natural. Con todo, os campos de golf maniféstanse moito máis se se utiliza a banda 4 (banda próxima ao infravermello), que é a que mellor reflicte a clorofila. A herba verde dos campos
aparece en cor vermella brillante na imaxe da dereita que utiliza a combinación de bandas 4-3-2.

Ferramenta de traballo de cartógrafos Landsat

As
imaxes de Landsat tamén se poden utilizar en cartografía. Nesta imaxe pódese ver o lago Scutari (no centro) entre Albania (á dereita) e Montenegro. Na parte superior do centro da imaxe pódese ver tamén a cidade de Podgorica.