CENTRO SUPERIOR DE ESTUDIOS DE LA DEFENSA NACIONAL

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ESTRATEGIA28

INSTITUTO ESPAÑOL DE ESTUDIOS ESTRATÉGICOS

Estudios de investigación realizados porel Seminario de: <(El Espacio y la Defensa))

SISTEMAS OFENSIVOSY DEFENSIVOS DEL ESPACIO (1)

eMINISTERIO DE DEFENSA

CENTRO SUPERIOR DE ESTUDIOS DE LA DEFENSA NACIONAL

CUADERNOSde

ESTRATEGIA

1

28

INSTITUTO ESPAÑOL DE ESTUDIOS ESTRATÉGICOS

Estudios de investigación realizados porel Seminario de: «El Espacio y la Defensa»

SISTEMAS OFENSIVOSY DEFENSIVOS DEL ESPACIO (1)

Marzo, 1991

CATALOGACION DEL CENTRO DE DOCUMENTACIONDEL MINISTERIO DE DEFENSA

SISTEMAS ofensivos y defensivos del espacio / Instituto Españolde Estudios Estratégicos, estudios de investigación realizados porel Seminario de «El Espacio y La Defensa». [Madrid] : Ministerio deDefensa, Secretaría General Técnica, <1991>. y. <1> : 24 cm.(Cuadernos de estrategia; 28) Precede al tít.: Centro Superior deEstudios de la Defensa Nacional.NIPO 076-91 -034-X. — D.L. M-1 3117-1991. — ISBN 84-7823-1 44-71. Instituto Español de Estudios Estratégicos. Seminario delEspacio y la Defensa II. Centro Superior de Estudios de la DefensaNacional (Madrid) III. España. Ministerio de Defensa. SecretaríaGeneral Técnica, ed. IV. Serie

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Edita: MINISTERIO DE DEFENSASecretaría General Técnica

ISBN: 84-7823-144-7NIPO: 076-91 -034-XDepósito Legal: M-1 3117-1991IMPRIME: Imprenta Ministerio de Defensa

C E S E D E N Instituto Español de EstudiosEstratégicos

SEMINARIO NÚM. 12: EL ESPACIO Y LA DEFENSA”

SISTEMAS OFENSIVOSY DEFENSIVOS DEL ESPACIO (1)

ÍNDICE

Página

PREÁMBULO11Por Barsén García López-Rengel.

Capítulo /

SATÉLITES DETECTORES DE LANZAMIENTOS DE MISILES21Por Manuel Bautista Aranda.

Misión de estos satélites y forma de actuar23Programa MIDAS (Missile Defense Alarm System)25Programas 461 y 94927Programas 647 y DSP (Defense Support Pro gram)29Centro de operaciones en las montañas Cheyennes33Vulnerabilidad del Sistema DSP35Estado actual del Sistema DSP38El Sistema DSP y la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI)41Sistema soviético de Alerta Avanzada43

Capítulo II

POSIBLES APLICACIONES MILITARES DE LOS DIFERENTESINGENIOS ESPACIALES49

Por Ramón Blanco Rodríguez.

Introducción51Uso militar del Espacio en el pasado52

Página

El Espacio en algunos programas actuales de las superpotencias 55Presencia del hombre en el Espacio58Grandes observatorios en órbita62Conclusiones64

Capítulo III

SATÉLITES GEODÉSICOS Y DE TELEDETECCIÓN67Por Luis Pueyo Panduro.

SATÉLITES GEODÉSICOS69Introducción69Procedimientos y dispositivos empleados70Satélites74Aplicaciones78Interese s para la Defensa79

SATÉLITES DE TELEDETECC1ÓN82

Introducci ón. Principios físicos82Dispositivos y procedimientos utilizados85Satélites y órbitas97Aplicaciones108Intereses para la Defensa112Aspectos políticos y de seguridad nacional11 5

Capítulo IV

SATÉLITES METEOROLÓGICOS117Por Luis Izquierdo Echevarría y Luis Pueyo Panduro.

Generalidades11 9Primeros desarrollos. Familia TIROS121Aplicaciones meteorológicas de las plataformas espaciales1 28Resumen de los Sistemas NIMBUS, GOES y METEOSAT129Aplicaciones militares de los satélites meteorológicos1 37Perspectivas de futuro1 40

Página

Capítulo V

EMPLEO DE SATÉLITES EN EL SEGUIMIENTO DE TRATADOSINTERNACIONALES145

Por José Luis del Hierro Alcántara.

Consideraciones generales1 47De las posibilidades de observación desde satélites149Procedimientos operativos para el seguimiénto de tratados de

desarme152De la ocultación a la observación desde el Espacio1 53

COMPOSICIÓN DEL SEMINARIO155

PREÁMBULO

PREÁMBULO

Por BARSN GARCÍA LÓPEZ-RENGEL

Con anterioridad, este Seminario publicó dos trabajos con el título de Elescenario espacial en la batalla del año 2000.

En ellos se hacía referencia a los diversos aspectos que presentaba el usode los satélites, sus órbitas, las ventajas de su empleo, clasificación yaplicaciones directas, como puede ser el caso de la Geodesia.

Se trataba igualmente en ellos e/tema de los satélites de navegación, por suimportancia actual y su prometedor futuro.

También al hablar de la importancia de los satélites se destacaba el valormilitar del empleo de los satélites de observación y vigilancia, y se hacía undetallado estudio de éstos.

Y por último en este primer volumen se estudiaba el uso del satélite para lamisión del Mando, Control, Comunicaciones y la Información (C31), o lo quese ha dado en llamar el arma de! mando.

En un segundo volumen se continuaba estudiando las aplicaciones militaresde los satélites de navegación, de los satélites de comunicaciones, devigilancia de los océanos y de los sistemas agresivos en el Espacio.

Siguiendo el objetivo previsto, se pretende con esta nueva serie de trabajoscompletar en lo posible el estudio del Espacio exterior, añadiendo a él lasaplicaciones de los diversós sistemas empleados no sólo en o desde eseEspacio, sino también los que están situados en la superficie terrestre con lamisión de detectar, vigilar y observar a esos satélites y el de sus sensorescon sus aplicaciones sobre objetivos militares.

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Dentro de este primer volumen, su primer capítulo está dedicado al estudiode los satélites de detección de lanzamiento de misiles.

Se tiene en consideración la importancia que estos satélites representanpara las dos grandes potencias. Estados Unidos y la Unión Soviética, con sucapacidad real de poder detectar e/lanzamiento de un misil, desde el mismoinstante de su lanzamiento, y en el caso de los misiles intercontinentales, laventaja que representa el poder contar con un tiempo de reacción, que enestos casos llega hasta los 30 minutos, que permite la puesta en marcha de!sistema de defensa o para decidir el lanzamiento de un ataque masivo derespuesta inmediata.

Se analiza la evolución de los diferentes sistemas para terminar con unadescripción del centro de operaciones de Estados Unidos que estáencargado de recopilar y controlar el uso de las informaciones obtenidas porlos satélites Dsp.

Incluye también el sistema soviético de a/erta avanzada y las órbitasempleadas por estos satélites de la Unión Soviética.

El segundo capítulo está dedicado a la posible aplicación militar de losingenios colocados en el Espacio. Misiones que en muchos casos seconsideran de uso pacífico civil y que de una forma simultánea sirven comoelemento fundamental para uso de las Fuerzas Armadas, en casos comopueden ser: las comunicaciones, meteorología, la navegación, geodesia yrecursos humanos, etc., con la importancia que representan en ese usomilitár, además de aquellos a los que se les ha dado un empleoespecíficamente militar contraviniendo los acuerdos de uso exclusivamentepacífico del Espacio.

Un ejemplo de ese uso militar puede ser ese significativo 90 por 1 00 de loslanzamientos efectuados por los soviéticos con fines militares y mixtosciviles-milita?es.

Y no hay que dejar en el olvido la posible utilización para fines militares delas estaciones en órbita, ni tampoco el empleo con estos mismos fines de lasnavetas espaciales o de su capacidad para situar en órbita satélites de altoValor para el uso militar de las comunicaciones o de la observación.

Si la Unión Soviética cuenta ya, de una forma permanente, con hombres enel Espacio en su estación MIR, también la NASA americana prepara la suyay en la que tendrán su propio espacio Europa y Japón, junto a EstadosUnidos.

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Es también de gran importancia el uso de los observatorios situados enórbita, con su apariencia de su uso civil para el estudio del Espacio lejano,pero que, sin duda, pueden emplearse en misiones militares por su grancapacidad de resolUción en la observación terrestre.

Y no menos interesantes e importantes son los estudios de! uso deinstalaciones de utiliación de rayos X, de! uso de la banda de los ultravioleta,con los que al parecer ya es posible seguir un misil en su trayectoria, en laque se apaga su sistema impulsor, o de los ruidos del fondo cósmico y sudesviación a usos militares, o el empleo de los rayos gamma.

En e/tercer capítulo se estudian los satélites geodésicos. Y aunque ya enotros trabajos se había hablado de la importancia de los satélites geodésicoscomo instrumento útil para la Defensa, en este capftu!o se hace ya undetallado estudio de esos satélites geodésicos, su empleo para ladeterminación de las medidas terrestres y las del campo gravitatorio de laTierra, con observaciones tan interesantes como el descubrimiento dezonas del mar con diferentes niveles de su superficie, o de la posibilidad demedir la altura de las olas.

Se hace un repaso de los diversos satélites empleados en estos estudiosgeodésicos, de sus aplicaciones y e! de su interés para la Defensa.

El mismo autor, y como continuación del uso de los satélites para laGeodesia, dedica el estudio a la detección en general o la Teledetección pormedio de satélites con su capacidad para la detección y observación adistancia de la superficie terrestre, y los distintos sistemas de sensorescapaces de lograr su objetivo por la captación de las radiaciones natural oreflejada.

Es un estudio en profundidad especialmente en lo que se refiere a lautilización de las diferentes bandas del espectro y su utilidad para laaplicación a los sensores de todos los tipos.

Se comp/eta el trabajo con Una relación de satélites y las órbitas que seemplean por parte de: Estados Unidos, Agencia Espacial Europea (ESA), enEuropa, Francia, Japón, etc., así como una relación de los usos tantomilitares como civiles.

En e! cuarto capítulo el tema que se trata es e! de los satélites meteorológicos. Si importante es la observación, o lo son las comunicacionespara las operaciones bélicas, no hay que olvidar tampoco a la meteorologíacomo un factor determinante a causa de las condiciones atmosféricas y susefectos en las operaciones militares, y, aunque en la actualidad no son tan

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decisivas estas condiciones meteorológicas como lo eran antiguamente, sípueden ser un factor importante para el éxito o el fracaso de unadeterminada operación, o bien para la obtención de datos por medio de laobservación que pueden verse afectados por las condiciones adversas poruna mala meteorología.

Se incluye en el trabajo una lista de las siglas más corrientes empleadas enmeteorología y satélites, fundamental para no perderse en la lectura deltrabajo, y que es el mal del día por el elevado número de estas abreviaturasen todos los escritos.

Aunque los satélites meteorológicos se estudian como satélites civiles, se.ha tenido en cuenta su importancia para el uso militar.

Tras un relato de la evolución de estos satélites y de sus sistemas, se tratanlas aplicaciones de estas plataformas y cuáles son sus posibilidades engeneral y de las militares en particular y sus perspectivas futuras.

Es conveniente, dada la situación cambiante actual en el mundo, haceralgunas reflexiones que nos permitan orientarnos o a! menos servir de puntode partida para saber cuál es o puede ser el futuro de la Defensa en elEspacio, a/tener en cuenta los cambios polfticos de ambos bloques, loseconómicos y hasta la implicación que puede representar la evolución haciaproblemas bélicos de carácter diverso como el religioso, reivindicativo defronteras o la situación Norte-Sur y los problemas del Tercer Mundo, cuandoel enfrentamiento Este-Oeste ha llegado, según parece, a su fin, o al menosha caído en un remanso de aguas tranquilas.

Hay que analizar cuáles son las implicaciones estratégicas de la situaciónque vivimos y cuál la evolución para el uso de los medios espaciales y quiénva a verse más implicado en etos cambios.

Un primer paso sería tratar de entender qué es lo que va a suceder comoconsecuencia de los acuerdos de la Conferencia sobre Seguridad yCooperación en Eúropa (CSCE) ylos de reducción de Armas Convencionalesen Europa (CFE).

Este paso parece, en principio, que nos ha situado en el inicio del final de unenfrentamiento en Europa entre los miembros de los tratados de Varsovia yde la OTAN, y que están encaminados a la reducción de los efectivosconvencionales hasta un grado tal que ninguna nación de Europa ni con losefectivos de los Estados Unidos y Canadá en este Continente, dentro delescenario del Atlántico a los Urales (ATTU), pueda iniciar un ataque por

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sorpresa con carácter ofensivo, capaz de desestabilizar el equilibrio entreambos grupos de países incluidos dentro del Tratado CFE.

¿Puede esto tener importancia para el posible uso de los satélites? No hayduda de que s y es posible que sea mucho más necesaria ahora laposesión de estos sistemas espaciales por los países de capacidad media,además de los dos grandes en este cambio.

La razón es obvia. Si antes las dos grandes naciones garantizaban laseguridad de sus respectivos bloques con sus medios de disuasión ydefensa, y por tanto contaban para el beneficio de sus protegidos del uso demedios espaciales con los satélites precisos para la observación, comunicaciones, etc., ahora la situación puede ser distinta al desaparecer larivalidad entre bloques y aumentar ésta entre naciones aisladas.

Un ejemplo puede ser lo que esta ocurriendo en la actualidad en el OrienteMedio. Tras la invasión de Kuwait por Irak, o, mejor aún, desde que losservicios de información de las principales naciones con medios espacialesdetectan un movimiento inusitado en los Ejércitos iraquíes, se intensifica laobservación especialmente en este lugar de la Tierra, por medio de satélitesde observación y vigilancia, pero esta vez a diferencia de otras situacionesanteriores hay también satélites de naciones que no son Estados Unidos oUnión Soviética.

Además, es posible que no se han limitado los satélites a la obtención deinformación por sensoreS, es posible que también se haya podido entrar delleno en lo que se conoce como la «guerra electrónica». Es muy probableque el servicio de información americano conozca ya la frecuencia de todoslos radares de defensa de Irak, o la frecuencia de los misiles en sus hacesde guía electrónicos, o incluso pueden estar capacitados para la interceptaciónde las comunicaciones o de su «embrollo» desde los satélites, ó con loslogros de la investigación en la Iniciativa de Defensa Estratégica (SO!) o«guerra de las galaxias», existe ya la capacidad de inutilizar esascomunicaciones, los radares o los centros C3l, con lo que el primer golpe dela confrontación podría ser caótica para el Ejército de Irak.

La repercusión que esto pueda suponer para las naciones de potenciamedia es que hoy pueden ser más vulnerables aquellos que no disponen desistemas espaciales de defensa, o incluso que no cuenten con sistemascapaces de anular los de un posible adversario, incluyendo los equipos desuperficie.

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Un síntoma de esta situación es lo que ocurre con las naciones que cuentanen la actualidad con satélites de observación y que antes de iniciarse en elOriente Medio el conflicto vendían a cualquier país la información de laszonas que sobrevolaban sin ningún problema y de forma directa, y desdeque se inició el problema de Irak cesaron de dar información de la zona totaldel Medio Oriente.

Esto es lo que está ocurriendo ahora, en una situación en la que una de lasnaciones implicadas goza de todas las posibilidades de empleo de lossatélites, frente a otra que ni tiene medios propios ni recibe ayuda de susantiguos amigos, que también la tienen, pero que ya no están dispuestos aesa ayuda.

Si esta situación sucede entre dos naciones medias, puede ocurrir qúeninguna de las dos tenga posibilidades en el Espacio y que cuente con laayuda de su bloque para la obtención de los informes suministrados por lavía de los satélites, entonces se verá subordinada a la decisión de la nacióno del bloque protector y que es posible que no le presten esa ayuda cuandoel problema pertenece a una amenaza no compartida por el bloque.

Si una de estas dos naciones dispone de satélites, aunque sólo sean los másimprescindibles para la observación, podrá contar con una superioridadsobre su adversario, con el conocimiento de sus medios o incluso laprevisión de un ataque por sorpresa y manteniendo la. propia seguridad desus movimientos.

No se puede olvidar que esa tranquilidad que viene de los acuerdos enEuropa no significa lo mismo en el resto del mundo, especialmente conpaíses del mundo alejado de los antiguos bloques, en los que podemosvernos implicados de una forma más o menos directa.

En ese caso de una nación con medios situados en órbita puede ademáscontar con una cartografía actual y además con su topografía en tresdimensiones, con la facilidad de poder trazar rutas de penetración a bajacota para los aviones incursores que pueden ser procesadas directamenteen la computadora del avión y con su piloto automático volar a menos de100 m de altura, sorteando los obstáculos, siguiendo la topografía delterreno, y penetrar por las zonas de sombra de los radares de defensa.

Si además de estos satélites cuenta con satélites de escucha electrónica,podrá saber con antelación en qué frecuencia va a ser interceptado y conesta firma del radar adversario introducirlo en la guía de sus propios misilesantiradar que se orientarán con esta «firma» electrónica para destruirlos, o

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en otro caso anular/os con interferencias en sus propias frecuencias. O lasinterferencias podrán ser contra los medios de comunicaciones posiblementede una forma directa desde los propios satélites.

Algunas de esas naciones con carácter «ofensivo» cuentan con misiles dealcance medio peligrosos no sólo por su capacidad con el explosivoconvencional, sino por la tendencia de estos países al uso de estos misilesen la guerra química o bacteorológica. Hoy, desgraciadamente, es difícil ladetección de esos misiles por el corto tiempo de su recorrido, como ocurrecon los aviones volando a baja cola, pero hay dos medios para sulocalización y para la puesta en marcha de los sistemas defensivos, son: lossatélites de a/erta avanzada o los aviones AWAC.

Cuando es posible contar con satélites de detección de infrarrojos, ésteproblema se simplifica, pero en la actualidad tan sólo sería posible lalocalización por éensores de/inicio del vuelo del misil y tratar de alertar lossistemas de a/erta y defensa contra misiles.

Mucho más se podría decir sobre la ventaja del uso de satélites pornaciones de potencia media, pero lo que sí es importante subrayar es que lacarencia de estos medios puede representar un grave riesgo para cualquiernación o una gran ventaja para esas mismas naciones en las circunstanciasactuales, en las que es posible el aumento de los riesgos, de nuevo tipo deconfrontaciones entre países aislados independientes de los antiguosbloques.

La situación económica de los países subdesarrollados, la influencia de losextremismos de ciertas sectas religiosas y la falta de un futuro que les librede esa situación de miseria pueden lanzar a situaciones extremas a algunospueblos que serán considerados como ajenos a las políticas de bloques. Enesta situación podemos encontrarnos algún día y entonces la posesión deestos satélites será decisiva para nuestra propia información y defensa.

EL PRESIDENTE DEL SEMINARIO

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CAPÍTULO PRIMERO

SATÉLITES DETECTORES DE LANZAMIENTOSDE MISILES

SATÉLITES DETECTORES DE LANZAMIENTOS DE MISILES

Por MAÑUEL BAUTISTA ARANDA

Misión de estos satélites y forma de actuar

La misión fundamental de estos satélites, conocidos también en el nombrede satélites de alerta avanzada, es la de detectar el lanzamiento de misilespotencialmente «enemigos» y contribuir a evaluar con la máxima rapidezposible si se trata o no de un ataque real contra la propia nación.

Tan sólo los Estados Unidos y la Unión Soviética tienen sistemas operativoscón este tipo de satélites.

Si tenemos presente que el tiempo que tarda un misil intercontinental desdeque sale de su rampa de lanzamiento hasta que llega a su objetivo sonescasamente 30 minutos, e incluso menos si se ha lanzado desde unsubmarino situado más cerca del objetivo se entiende perfectamente elinterés, o mejor, la necesidad que existe de que la detección del lanzamientose haga con la máxima antelación posible, que se detecte en el mismomomento que sale de su rampa, o por lo menos, pocos segundos después.

Los escasos minutos disponibles desde que se detecta un lanzamiento y setiene la certeza de que se trata de una ataque real, hasta que el misil haceimpacto en su objetivo, son vitales para que el país atacado reaccione yevite la destrucción en tierra de sus medios de respuesta.

Esta detección temprana es perfectamente posible por medio de satélites.En el lanzamiento de un misil y mientras dura su fase propulsada, losmotores cohete expulsan gases muy calientes y en grandes cantidades, loque lleva consigo la producción de una fuerte radiación infrarroja, que

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comparada con la radiación infrarroja normal del terreno circundante, esmucho más intensa y tiene una distribución de energía diferente dentro de labanda de los rayos infrarrojos. Y éste es justamente el fenómeno físico quecaptan y miden los satélites detectores de lanzamientos de misiles.

Estos satélites, según veremos más adelante, además de detectar ellanzamiento del misil, son capaces de captar información suficiente paraque en tierra se pueda determinar de forma aproximada —y a vecesbastante exacta— la situación del silo o de la rampa desde la que ha sidolánzado, el tipo de misil de que se trata, la trayectoria que sigue y la zona enque va a hacer impacto.

Desde un punto de vista operativo esta información puede ser muy útil pordos razones. La primera porque, en caso de un ataque real, al conocer,aunque sóló sea aproximadamente, los objetivos que van a sar atacados, sepueden tomar las medidas urgentes necesarias para que los medios derespuesta —aviones o misiles— en ellos situados despeguen o se disparenantes de que sean destruidos en tierra.

Pero, a su vez, conociendo los silos de que han partido los misiles atacantes,no tiene sentido que los misiles propios se dirijan contra estos silos, que yaestán yacios. Deben dirigirse e intentar destruir los que todavía no se hanutilizado.

Una aplicación de los satélites detectores de lanzamientos de misiles, quepudieramos considerar secundaria, pero que ha demostrado ser de enormevalor, es que con ellos ha sido posible llevar un control muy preciso de todoslos ensayos efectuados en el desarrollo de nuevos misiles. Según informabala prestigiosa revista Aviation Week and Space Technology, los EstadosUnidos vienen observando más de 600 lanzamiento anuales, incluyendo enellos misiles rusos, chinos y lanzamiento de satélites.

Por otro lado, la emisión infrarroja que se produce durante el lanzamiento yfase propulsada de un misil no es igual para todos, tiene característicasdistintas para cada uno de ellos, es lo que se suele llamar la «firma» del misil.Y con la labor que indicabamos antes de observación y recogida de datos seha formado un archivo, una verdadera «biblioteca», de tal manera que anteun lanzamiento se pueden comparar rápidamente los datos captados conlos que hay en archivo y saber de qué tipo de misil se trata. E igualmente,puede seguirse de cerca el proceso de desarrollo de nuevos misiles, losensayos en vuelo que se hacen, los fracasos que se producen, el tiempo queha costado su puesta a punto, etc.

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Aunque los satélites son los únicos que pueden detectar el lanzamiento deun misil desde que sale de su rampa de lanzamiento, una vez que este misilha alcanzado una cierta altura ya puede ser observado por otros medios,básicamente por los radares de la cadena BMEWS (Ballistic Missile EarlyWarning System), que han sido previamente alertados por las señalesrecibidas desde los satélites. Y la información facilitada por estos otrosmedios sirve para confirmar los datos transmitidos por dichos satélites yeliminar cualquier posible error sobre si se trata de una ensayo más o menosrutinario, o se trata de un ataque real.

Programa MIDAS (Míssile Detense Alarm System)

La primera información oficial de que los Estados Unidos estaban trabajandoen el desarrollo de satélites de observación y vigilancia se. tuvo ennoviembre del año 1958, tan sólo 10 meses después de que este paíspusiera en órbita su primer satélite, el Explorer 1. En esta fecha elDepartamento de Defensa dio a conocer el Programa WS 11 7L (Wea ponSystem 117L), en el que se venía trabajando desde hacía algún tiempo. ElPrograma comprendía en realidad tres Programas distintos, que acabaronindependizándose y cada cual siguió su propia evolución. Los tresProgamas eran: el DISCOVERER, de carácter experimental; el SAMOS, parareconocimiento fotográfico, y el MIDAS (Missile Defence Alarm System),para detección de lanzamientos de misiles.Al Programa MIDAS se le dio una alta prioridad. El recuerdo todavía frescodel ataque por sorpresa en Pearl Harbou estaba presente en la mente delpueblo norteameriano. La posibilidad de que Rusia pudiera desencadenarun ataque por sorpresa con misiles intercontinentales provistos de cabezasnucleares, con efectos tan devastadores sobre las instalaciones militaresnorteamericanas, qué podrían compromerter seriamente su capacidad dereacción, era algo que tenía muy preocupados a los altos mandos militaresde este país.

Por aquella época se tomaron una serie de medidas. Se construyó la cadenade radares BMEWS, con enormes instalaciones en Olear (Alaska), Thule(Groenlandia) y Fylingdale, (Gran Bretaña), que cubrían las posiblesdirecciones de llegada de los misiles soviéticos, para poder detectarlos y darla señal de alarma; pero, sólo 15 minutos antes de que alcanzasen susobjetivos.

Se tomó también la decisión de dispersar al máximo los aviones debombardeo y de tener parte de ellos en alerta permanente junto a las

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cabeceras de las pistas, de forma que con los 1 5 minutos de alerta previadisponibles pudieran despegar y estar en el aire, camino de sus objetivos,aunque las bases de partida quedasen destruidas pocos instantes después.

En estas cincunstancias se comprende la gran acogida que tuvo elPrograma MIDAS. Si se podía detectar el lanzamiento de un misil a los pocossegundos de que abandonase su rampa de lanzamiento, el plazo angustiosamente corto de 1 5 minutos podía ampliarse hasta unos 30 minutos, lo queseguía siendo un preaviso extremadamente corto, pero estos 15 minutosadicionales era un tiempo precioso.

El gran interés por el Programa MIDAS y las continuas presiones paraacelerar su fase de desarrollo y para que entrase rápidamente en servicio,contribuyeron curiosamente al fracaso del Programa.

El primer lanzamiento, el Midas 1, tuvo lugar el 26 de febrero de 1 960, perofalló por problemas en el cohete impulsor, un Atlas-Agena A. Le siguieron aeste lanzamiento otros tres —24-5-1960, 12-7-1961 y 21-10-1961— perolos resultados fueron verdaderamente desalentadores.

En el año 1961 el entonces secretario de Defensa, Robert McNamará, enun informe al Congreso admitió que en el desarrollo de los satélites Midasestaban surgiendo problemas técnicos de gran complejidad y llegó aconfesar que: «Los problemas no se han resuelto y no podemos asegurarcuando va a estar operativo el sistema y ni siquiera si llegará a estarloalguna vez».

La idea en que se basaban los satélites Midas, es decir, la detección de la -

fuerte radiación infrarroja que se produce durante la fase propulsada de unmisil, era buena. Y, de hecho, es la que se ha venido utilizando hasta lafecha. Pero el problema estaba en las falsas alarmas, que eran frecuentes yque resultaban inaceptables en un sistema tran crítico como éste. Lossensores instalados a bordo de los satélites Midas tenían dificultades paradistinguir las emisiones infrarrojas asociadas al lanzamiento de un misil, delas producidas por causas distintas y totalmente ajenas a un lanzamiento,como eran, por ejemplo, las originadas en incendios forestales, enerupciones volcánicas, o simplemente en la reflexión de los rayos solares enciertos tipos de nubes.

Ante esta situación, para la que no se veía solución a corto plazo, se fueabandonando la idea de tener un sistema operativo y a finales de 1 961 secanceló el Programa MIDAS como tal, si bien se decidió que continuasen lostrabajos en el campo de los sensores.

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Programas 461 y 949

A la cancelación del Programa MIDAS, los trabajos se concentraron en lainvestigación, desarrollo y ensayo de sensores, que permitiesen distinguirclaramente las emisiones infrarrojas producidas en el lanzamiento de unmisil de las producidas por otras causas. Al nuevo programa se le dio elnombre clave de Programa 461 y sus actividades se desarrollan en secreto.

Paralelamente, como complemento de los trabajos anteriores, se fuerecogiendo información sobre la «firma» de todas las fuentes productoras deradiación infrarroja que podían ser detectadas desde un satélite, es decir, decómo se distribuye la energía que emiten dentro de la banda infrarroja delespectro de frecuencias y en qué frecuencias se concentran los máximosde esta energía.

Entretanto, la situación estratégica para los Estados Unidos había idoevolucionando en sentido favorable. Además de los aviones de bombardeoen alerta permanente, disponían ahora de submarinos Polaris portadores demisiles con cabezas nucleares y de gran número de misiles en tierraalojados en silos fuertemente protegidos. Por ello, el problema de los 1 5minutos de alerta previa había llegado a ser algo menos angustioso, almenos mientras el arsenal de misiles soviéticos fuera relativamentemodesto.

El Programa 461 duró 5 años (desde finales del año 1 961 hasta finales delaño 1 966). En este período se efectuaron 8 lanzamientos de tipo experimental.Se consiguieron avances importantes en el campo de los sensores, pero nolo suficientes como para establecer un sistema operativo de satélites. Sedetectaron con nitidez varios lanzamientos de misiles tipo Titan II, Atlas E yvarios misiles soviéticos. Y, lo que es más importante, también se detectaronlanzamientos de misiles Minuteman y Polaris, que, al estar propulsados pormotores de combustible sólido, expulsan gases a menor temperatura yproducen menos radiación infrarroja que los motores de combustible líquido.

A finales del año 1 966 se dio orden de cancelar el Programa 461 y de poneren marcha el Programa 949, qUe se extendería durante 6 años más, hasta elaño 1972.

La razón de este cambio no fue en absoluto arbitraria, como vamos aexplicar. Tanto en el Programa MIDAS, como en el Programa 461, lossatélites se situaban en órbitas polares, sensiblemente circulares, a unos

3.5OO km de altura. Pero estas órbitas relativamente bajas tienen el graveinconveniente de que; para mantener una vigilancia ininterrumpida sobre

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una extensa parte de la superficie terrestre, hace falta montar una redconstituida por bastantes satélites —1 0, 1 2 o más— que deben situarse enel espacio guardando unas determinadas separaciones entre sí y que debenmantener estas separaciones en el transcurso del tiempo. Para esto últimohace falta que cada satélite disponga de un pequeño motor cohete, con sucorrespondiente reserva de combustible, que corrija periódicamente lasdesviaciones de su órbita. Por otro lado, mantener en estado operativo unared con tantos satélites obligaría a frecuentes lanzamientos para reponer alosque fuesen fallando, ya que si la red no estaba completa, no podíaasegurar una vigilancia ininterrumpida.

Evidentemente, este problema no era desconocido cuando se pusieron enmarcha los dos Programas citados. Pero los cohetes lanzadores disponiblesno permitían otras soluciones mejores.

La situación cambió en el año 1963. El 14 de febrero de eseaño los EstadosUnidos consiguen por primera vez poner un satélite, el Syncom 1, en órbitageoestacionaria. Y justamente la nueva orientación que se adopta en elPrograma 949 es la de utilizar la órbita geoestacionaria.

Como es bien conocido, un satélite situado en una órbita ecuatorial, circulary a 35.787 km de altura sobre la superficie terrestre, es decir, en la llamadaórbita geoestacionaria, tiene la propiedad de que tarda 23 horas y 56minutos en dar una vuelta completa alrededor de la Tierra, que esexactamente el tiempo que tarda la propia Tierra en dar un giro completoálrededor de su eje. Consecuencia de ello es que el satélite, visto desde lasuperficie de la Tierra, aparece como si estuviese inmóvil en el Espacio.Y, a su vez, desde el satélite se ve de forma ininterrumpida la misma porciónde la superficie terrestre, que es casi un hemisferio completo. Y esta órbitaes la única que goza de estas propiedades.

Las ventajas que tiene esta órbita para los satélites que estamosconsiderando son tan claras, que no necesitan comentarios. Con 3 satélitesen órbita geoestacionaria, espaciados entre sí 120 grados de longitud, esposible mantener una vigilancia continua de toda la superficie terrestre,excepto de las zonas próximas a los Polos.

El problema principal que plantea la órbita geoestacionaria es la grancantidad de energía que se necesita para situar satélites en ella. A títuloindicativo señalaremos que el cohete lanzador Titan III C, utilizado en elPrograma 647, del que nos ocuparemos más adelante, podría poner hasta13.150 kg en una órbita baja de 160 km de altura; pero su capacidad(lanzado desde cabo Cañaveral) se reducía a 1 .430 kg, es decir, casi a

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su décima parte, cuando el satélite tenía que ser situado en órbitageoestacionaria.

Las actividades desarrolladas dentro del Programa 949 se mantuvierontambién en secreto, excepto el hecho en sí de los propios lanzamientos, queno se pueden ocultar. Pero no se daba ninguna información oficial sobre laposición exacta de los satélites, ni sobre los desplazamientos que sufrían enel transcurso del tiempo. Quizá se pretendía que los rusos no supieranexactamente cuándo y cómo eran vigilados sus extensos territorios.

A los 2 años de la puesta en marcha del Programa 949 se efectuó el primerlanzamiento (el 6-8-1969), al que siguieron otros 5 más en los añossiguientes, hasta el año 1 972.

Las óbitas elegidas para todos ellos no eran exactamente geoestacionarias.El plano de la órbita no coincidía con el plano del Ecuador, como debe seren una órbita geoestacionaria, sino que tenía una inclinación de casi 1 0grados. Resultado de ello es que el satélite, visto desde la superficieterrestre, no permanecía inmóvil en el espacio, sino que oscilaba entre los1 0 grados Norte y los 1 0 grados Sur, describiendo cada día una figura conforma de 8. Con ello se conseguía mejorar la visibilidad sobre las regionesseptentrionales de la Unión Soviética durante casi 12 horas diarias, acambio de empeorarla durante las otras 12 horas.

A partir del cuarto lanzamiento (el 1 -9-1 970) puede considerarse que losEstados Unidos han conseguido la meta perseguida: poner a punto un tipode satélite detector de lanzamiento de misiles. Tras 10 años de continuostrabajos y tras superar innumerables dificultades técnicas, económicas ypolíticas, al fin podrían empezar a montar un sistema operativo.

Programa 647 y DSP (De tense Support Program)

El Programa 647 se inició realmente como un programa preoperativo, perolos resultados obtenidos fueron tan satisfactorios, que en el año 1972 sedeclaró operativo, se transfirió al Aerospace Defense Command y se cambiósu nombre, que pasó a ser DSP (Defense Support Program).

El primer lanzamiento dentro del Programa 647 tuvo lugar el 6 de noviembrede 1 970. El cohete impulsor dejó de ser un Atlas-Agena y empezó a utilizarseun Titan III C, modelo que ha seguido utilizándose posteriormente. Este‘anzamiento, que no fue totalmente satisfactorio, pues el satélite no alcanzóla órbita deseada, fue seguido por otros 3 en años sucesivos (el 5-5-1971, el

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1 -3-1972 y el 12-6-1973), que llenaron plenamente, e incluso superaron,todas las espectativas puestas en ellos.

Es curioso destacar que, así como la fase de desarrollo de los satélitesdetectores de lanzamientos de misiles fue muy larga y llena de problemas,la fase operativa ha sido un éxito completo. Como dijimos anteriormente, laspresiones que se ejercieron para que el Programa MIDAS condujeserápidamente a un sistema operativo fueron contraproducentes, obligaron autilizar tecnologías que no estaban suficientemente probadas y queocasionaron repetidos fracasos.

Desde el año 1 973 los lanzamientos se han ido sucediendo a un ritmo mediode uno por año, para ir reponiendo a los satélites que dejaban de funcionarsatisfactoriamente.

El Sistema DSP comprende 3 satélites operativos en órbita geoestacionariao geosincroma de baja inclinación, uno situado a unos 70 grados Este, sobreel océano Indico, para vigilar los lanzamientos y los ensayos rusos y chinos:otro a unos 1 35 grados Oeste, sobre el océano Pacífico, y el tercero a unos.70 grados Oeste, sobre América del Sur. Con. estos dos últimos se puedendetectar lanzamientos efectuados desde submarinos.

En la figura 1 se muestran dos vistas de estos satélites. Su masa en órbitaes de unos 950 kg y su longitud total de 6,5 m.

El elemento más característico es su telescopio de infrarrojos, que tiene3,6 m de largo y una apertura de 0,91 m. El satélite gira continuamente, conuna velocidad de rotación de 5 a 7 revoluciones por minuto, con el eje degiro apuntando siempre a la superficie terrestre. El telescopio también gira ytambién está apuntando a la Tierra; pero el eje del telescopio no estáalineado con el eje de giro del satélite, sino que forma con él un ángulo de7,5 grados. Ello hace que el telescopio haga un barrido circular completo dela superficie terrestre a vigilar en cada giro del satélite. Es decir, cada puntoconcreto de la Tierra es observado aproximadamente cada 1 0 segundos.

Como elementos detectores de la radiación infrarroja se emplean pequeñas«células» de sulfuro de plomo, cubiertas de un filtro de banda estrecha, quedan su máxima respuesta para la radiación de 2,7 micrones (/.Lm), quecoincide justamente con la máxima radiación de los gases de escape de losmotores cohetes de los misiles.

El telescopio de infrartojos llevaen su foco la superficie detectora, formadapor 2.000 células de sulfuro de plomo. Cada una recibe y detecta la energíainfrarroja emitida por una parcela de la superficie terrestre de unos 6 km2. La

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Figura 1.—Dos vistas de/os satélites Dsp, detectores de lanzamientos de misiles.

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tensión de salida de cada célula, que es proporcional a la intensidad de laradiación infrarroja recibida, se transmite independientemente a las estacionesreceptoras en tierra, junto con los datos de tiempo e identificación de lapropia célula.

La información recogida por el satélite estacionado sobre el océano Indicose transmite a una estación situada en Pine Gap, cerca de Alice Springs enAustralia, que está permanentemente en contacto con él. Y esta informaciónse retransmite inmediatamente a los Estados Unidos por medio de satélitesmilitares de comunicaciones. Para los otros 2 satélites de la red se usa unaestación situada en Buckley Field en Colorado (Estados Unidos), que recibedirectamente las emisiones de dichos satélites.

El problema de las falsas alarmas, al que nos hemos referido repetidasveces, se resolvió con la ayuda coordinada de varios medios. El primero esel filtro que cubre cada una de las células de sulfuro de plomo, que nopermite el paso de radiaciones infrarrojas correspondientes a emisorescuyas «firmas» son claramente diferentes a las de un misil.

El segundo medio lo proporciona la rotación del telescopio alrededor del ejede giro del satélite. En cada barrido se detecta el foco productor de laradiación infrarroja y rápidamente puede verse si este foco está quieto o semueve. Si el foco permanece inmóvil, como es el caso de un incendio, o dela reflexión del Sol en una nube, queda automáticamente descartado.

Por último, si la fuente productora de infrarrojos se mueve, existe un sistemaóptico en el satélite, que permite ver la estela o pluma que dejan los misilesmientras funcionan sus motores propulsores. Es una especie de cámara detelevisión, que transmite automáticamente imágenes, tan pronto como eltelescopio de infrarrojos detecta emisiones sospechosas.

Los satélites Dsp, además de informar del lanzamiento de misiles, puedendeterminar la dirección en que se mueven. Es decir, pueden dar informaciónsobre el punto de partida y el azimut con que se ha lanzado el misil. Sitenemos en cuenta que desde cada silo o rampa de lanzamiento sólopueden alcanzarse objetivos en los Estados Unidos dentro de un ciertoabanico de azimutes, este hecho permite descartar como posibles ataquescualquier lanzamiento ejectuado con azimut fuera de este abanico.

La identificación de que un foco de infrarrojos corresponde a un misil seefectúa normalmente antes de que transcurran 2 minutos desde el instantede su salida de la rampa. Como ya hemos indicado, la radiación infrarroja seproduce únicamente durante su fase propulsada, mientras los motorescohetes están funcionando. Esta fase viene a durar alrededor de unos 5

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minutos. Pero entretanto, las estaciones de radar han sido alertadas y tanpronto aparece el misil por el horizonte de la estación establecen contactocon él y calculan con toda precisión su trayectoria y la zona en que haráimpacto.

Centro de operaciones en las montañas Cheyennes

La información de cualquier lanzamiento soviético o chino obtenida por lossatélites DSP y la que algo después captan los radares de gran alcance, setransmite inmediatamente al puesto de mando del NORAD (North AmericanAerospace Defense Command), situado en las profundidades de lasmontañas Cheyennes, en el estado de Colorado.

Allí el comandante en jefe del NORAD, que también es jefe del United StatesSpace Command, debe tomar la decisión de si se trata o no de un ataquereal contra los Estados Unidos o Canadá. Si la decisión fuera afirmativa,debería informar inmediatamente a las autoridades civiles y militares del paíspara desencadenar la adecuada reacción.

En las grandes instalaciones construidas en el interior de las montañasCheyennes se albergan varios cehtros de operaciones: el Missile WarningCenter, que centraliza las informaciones sobre lanzamientos de misiles; elSpace Surveillance Center, que reúne la información de tipo óptico yradioeléctrico recogida por numerosas estaciones distribuidas por distintospuntos de la Tierra y mantiene una vigilancia completa y continua de lossatélites y de cualquier objeto en órbita terrestre, el Air Defense OperationsCenter, que concentra la información de la cadena de radares periféricos(los PAVE PAWS), entre otras fuentes de información, para dar la alarmaprevia ente cualquier ataque aéreo; el U. S. Civil Defense National WarningCenter, que, en caso de un ataque real, haría sonar a alarma en los circuitosciviles para alertar a la población.

Las instalaciones en las montañas Cheyennes son realmente impresionantes.La idea fundamental de su construcción es conseguir que los elementosbásicos (personal y equipos) necesarios para dar la voz de alarma en unataque de cualquier tipo (misiles, satélites, aviones) se alojan en un lugarseguro. Su construcción se inició en 1961. Y 5 años más tarde, en 1966,empezaron a funcionar.

Las excavaciones efectuadas en plena roca incluyen casi 5 km de túnelesy 6 grandes cámaras subterráneas. Tres de estas cámaras tienen unos

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175 m de longitud por 1 8 m de altura y 14 m de anchura. Las otras 3 son unpoco más pequeñas. Dentro de estas cámaras se han construido 1 5edificios de acero, unidos entre sí por pasarelas flexibles. Los edificios notocan ni al techo, ni a las paredes de las cámaras. Y en el suelo estánapoyados por medio de grandes muelles. Todo ello, y otras muchas medidasauxiliares, tienen por objeto garantizar la supervivencia de estos serviciósante cualquier ataque, incluidas explosiones nucleares en sus proximidades.Sin embargo, esta supervivencia no se puede asegurar si se produce unimpacto directo con una cabeza nuclear de gran potencia.

Más de 1 .100 personas trabajan en esta Base, la Cheyenne Mountain AirForce Base, que, por supuesto, funciona ininterrumpidamente día y noche.En caso de un ataque, la Base puede cerrar sus enormes puertas de acerode casi un metro de espesor y vivir totalmente aislada y de formaautosuficiente durante unos 30 días Unicamente estaría unida al mundoexterior a través de las comunicaciones. El sistema de comunicaciones esmuy variado, complejo y redundante, para asegurar su funcionamiento.Utiliza enlaces de microondas, enlaces a través de satélites, cables de fibraóptica profundamente enterrados durante muchos kilómetros, y otrossistemas militares.

Volviendo nuevamente al caso concreto de la detección de lanzamientos demisiles, debe indicarse que por principio cualquier alarma enviada por unsatélite Dsp, indicando que un misil «enemigo» acaba de salir al aire, seconsidera siempre en el puesto de mando del NORAD corno si se tratase deun ataque real a los Estados Unidos o Canadá, y se sigue tratando así hastaque los sucesivos datos recibidos muestren claramente que no es ese elcaso.

El autor de estas líneas tuvo ocasión de vivir personalmente esta situación.A finales del año 1 989, formando parte de un pequeño grupo de científicosy técnicos de países de la OTAN, estaba visitando las instalaciones de lasmontañas Cheyennes. Habíamos visitado los distintos centros de operacionesy habíamos recibido explicaciones detalladas, en un ambiente tranquilo yrelajado. Pero, cuando empezábamos la visita al puesto de mando delNORAD, la situación cambió bruscamente. Se creó un verdadero zafarranchode cbmbate y tuvimos que salir inmediatamente de este puesto de mando.Al cabo de unos pocos minutos cesó la tensión, la tranquilidad volvió denuevo, la visita continuó y en ese momento nos explicaron que habíandetectado el lanzamiento de un misil soviético y que habían actuado segúnlas normas previstas. Evidentemente el misil no atacó a los Estados Unidos.

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En a figura 2 puede verse a boca del túnel que conduce al interior de lamontaña. Y en la figura 3, p. 37 se muestran dos vistas del centro deoperaciones, con los operadores atentos a la información en las pantallas.

Vulnerabilidad del Sistema DSP

Si una potencia llegase a la loca decisión de lanzar por sorpresa un ataquecon misiles, parece lógico suponer que, un paso previo para conseguir estasorpresa, sería la de neutralizar previamente y de la forma menos llamativaposible todos aquellos dispositivos enemigos que pudieran descubrir elataque y dar la alarma anticipada. Y entre estos dispositivos figuraría enprimer lugar el Sistema DSP.

El Sistema DSP tiene en principio 2 puntos vulnerables: los satélites, lasestaciones receptoras en tierra, el centro de operaciones y las comunicacionesentre los 3 componentes anteriores.

Sobre el centro de operaciones ya hemos explicado las medidas deprotección. Sólo el impacto directo y preciso de una cabeza nLclear de gran

Figura 2.—Entrada del túrie/ que conduce al puesto de mando del NORAD, en lasprofundidades de las montañas Rocosas.

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potencia podría dejarlo fuera de servicio; pero antes de que esto ocurrieseya habría dado la alarma.

Los puntos más débiles son los satélites y las estaciones receptoras entierra. En el caso de los satélites, se da la circunstancia de que si susseñales se dejasen de recibir en tierra, podría caber la duda de si estainterrupción se debía a la acción del enemigo, o era debida a una avería enel satélite, una avería que pudiéramos llamar natural.

Los satélites son bastante vulnerables. Un impacto directó, aunque sea unobjeto minúsculo, tiene grandes probabilidades de dañar algún elementovital del satélite y dejarlo inoperativo. Pero no es necesario el impactodirecto. Iluminado desde tierra con una potente radiación, por ejemplo conun láser, se le puede cegar temporalmente, o incluso dañar ciertoscomponentes de forma permanente, como pueden ser los sensores dehorizonte, que sirven de referencia para que el satélite mantenga la debidaorientación en el Espacio, o las células sensoras del propio telescopio deinfrarrojos.

De hecho, en el año 1 975, el satélite Dsp estacionado sobre el océanoindico detectó una fuerte radiación infrarroja, tan fuerte que prácticamentelo «deslumbró» y lo dejó ciego. El hecho se repitió varias veces durante lassemanas siguientes y se empezó a sospechar que los soviéticos estabanensayando algún sistema para anular a estos satélites. Los soviéticos lonegaron rotundamente. Y tras analizar detenidamente la «firma’> de lasradiaciones recibidas y estudiar la información fotográfica obtenida porsatélites de reconocimiento, se llegó a la conclusión de que las causashabían sido violentos incendios provocados por roturas en gasoductos.

Para reducir en lo posible la vulnerabilidad de los satélites militares engeneral, y de los que aquí estamos considerando en particular, se hancontemplado dos tipos de medidas: unas destinadas a «endurecer» lossatélites y otras orientadas a que el satélite «avise» si es atacado.

Entre estas medidas podemos citar:— Dotar a los satélites de una cierta maniobrabilidad, que les permita

maniobras evasivas ante cualquier satélite interceptador.— Llevar a bordo algún tipo de señuelo, que puedan lanzar para desorientar

al atacante.— Instalar sistemas de protección en el telescopio de infrarrojos, de forma

que sus elementos sensibles no puedan ser dañados al ser iluminadospor un láser. Entre estas protecciones está la de un obturador, que cierre

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III

Figura 3.—Dos vistas del centro de operaciones del NORA O, con los operadoresatentos a la información que aparece en sus pantallas.

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automáticamente la entrada del telescopio cuando la radiación incidentesupere un cierto valor.

— Utilizar giróscopos como elementos de referencia para fijar la orientacióndel satélite en el Espacio, que son menos vulnerables que los sensoresde horizonte.

— Instalar a bordo sensores de impacto, que informen a tierra de cualquierimpacto que sufra el satélite.

— Dotar al satélite del hardware y software adecuados para que puedaseguir funcionando durante un cierto tiempo y cumpliendo con su misión,aunque las estaciones de tierra hayan sido averiadas o destruidas.

Otro punto débil del Sistema DSP son las estaciones receptoras en tierra. Encaso de conflicto, mediante un acto de sabotaje sería relativamente fácilponerlas fuera de servicio. La solución que se ha dado es construir variasestaciones móviles, montadas en contenedores, que pueden ser transportadaspor vía aérea a cualquier punto de la Tierra.

Estado actual del Sistema DSP

Desde el día 5 de mayo de 1971, fecha del lanzamiento del primer satéliteDsp operativo, hasta el 1 de junio del año 1990 se han puesto en órbita untotal de-14 satélites Dsp. A lo largo de estos 19 años se ha seguidotrabajando en el perfeccionamiento de este tipo de satélites. De hecho,podemos considerar tres generaciones.

La primera comprende los 3 primeros satélites. El peso de cada uno era de950 kg y el telescopio de infrarrojos llevaba 2.000 células de sulfuro deplomo.

La segunda generación se inicia con el cuarto lanzamiento (1 2-6-1 973) y seextiende hasta el número 13 (29-1 1-1987). Los satélites son sustancialmentemayores, su peso se ha elevado a 1 .675 kg. Se les ha añadido una nuevafunción: la detección de posibles explosiones nucleares en la atmósfera o ene! espacio exterior, es decir, comprobar que no se viola el Tratado de Moscú,firmado en 1 963 entre Estados Unidos, Rusia y Gran Bretaña, que prohibíaeste tipo de pruebas. Para ello se les han incorporado a los satélites Dspsensores que captan la radiación producida en una explosión nuclear.

En los dos últimos satélites de esta generación se ha introducido unaimportante modificación en su telescopio de infrarrojos, cuyo número decélulas detectoras de sulfuro de plomo ha pasado de 2.000 a 6.000. Conestos satélites ha sido posible detectar aviones en vuelo mientras usan la

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poscombustión. Y también se ha podido detectar el disparo de misilestácticos relativamente pequeños, como los usados en la guerra Irán-Irak. Deéstos se detectaron más de 150 disparos.

La tercera generación se incia con el lanzamiento ocurrido el 1 4 de junio de1989. Un nuevo tipo de satélite, el Dsp Block 14, con un peso totalde 2.360 kg fue puesto en órbita geoestacionaria utilizando un coheteimpulsor también nuevo, el Titan 4. En la figura 4, p. 40, puede verse elaspecto general del nuevo satélite y sus grandes dimensiones porcomparación con la persona que está junto a él. Su longitud total es de1 0 m. A lo largo de los próximos años hay previsto poner en órbita 9 satélitesde este tipo, por lo menos.

Los satélites Dsp Block 1 4 incluyen una serie de mejoras con respecto a losde la segunda generación. Entre ellas podemos citar:

— Se han aumentado sus posibilidades de supervivencia ante una agresiónenemiga, incorporando, entre otras, algunas de las medidas indicadas enel apartado «Vulnerabilidad del Sistema DSP», concretamente se haprotegido el sistema detector del telescopio contra la acción de cualquierláser que intente cegarlo desde tierra; se han instalado detectores deimpacto en el satélite; se pueden hacer maniobras evasivas para eludira un posible interceptador; se les ha equipado para que puedanfuncionar autonómamente y seguir dando servicio, aunque se interrumpandurante un cierto tiempo sus comunicaciones con tierra, etc.

— Se ha aumentado también la sensibilidad de estos satélites. Se haadoptado como equipamiento normal el telescopio con 6.000 células desulfuro de plomo y la capacidad para trabajar en dos longitudes de onda.Recordemos que en los satélites anteriores el telescopio tenía 2.000células, excepto en los dos últimos, en los que se experimentó con granéxito el aumento a 6.000 células.

— Se han introducido una serie de mejoras, entre ellas la de aumentar lacantidad de combustible almacenado a bordo, para que su vida útil enórbita sea más larga. En los de la segunda generación la vida útil deproyecto era de 3 años, aunque la vida útil real fue en general bastantemás larga, entre 5 y 7 años. En esta tercera generación la vida útil deproyecto se ha fijado entre 7 y 9 años. La vida real tal vez sea muysuperior, pero todavía no ha habido ocasión de comprobarlo.

— El sistema de comunicaciones ha experimentado grandes cambios. Paraasegurar la recepción en tierra de la información transmitida, caso deque el enemigo intentase impedirlo con medidas interferentes, se les hadotado de un enlace láser de satélite a satélite, de tal forma, que la

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información captada por uno cualquiera de ellos, además de transmitirladirectamente a tierra como se hacía antes, la transmite por enlace lásera los otros satélites Dsp, que a su vez la retransmiten a tierra. Con estesistema, una señal de alarma llega a tierra simultáneamente por varioscaminos.

Figura 4.—Vista general del satélite Dsp Block 14, en la que pueden apreciarse susgrandes dimensiones.

1.. 1

1%’— 40 —

Con todo, a pesar de estas mejoras, a pesar de que hay en estudio otrasmás, como por ejemplo, que el telescopio tenga 24.000 elementosdetectores, y a pesar de que hay contratados 9 satélites Dsp Block 1 4, sufuturo no está nada claro.

El Sistema DSP y la Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI)

La Iniciativa de Defensa Estratégica (SDI) plantea unas nuevas exigencias,que los actuales satélites del Sistema DSP no pueden cumplir.

Como es bien sabido, la misión fundamental del SDI es destruir o neutralizarlos misiles enemigos antes de que alcancen sus objetivos. La destrucción oneutralización debe poder realizarse después del lanzamiento, mientras elmisil o misiles están camino de dichos objetivos. Y tanto si los lanzamientosse efectúan desde tierra, o desde submarinos.

Las condiciones impuestas a los satélites son básicamente las tressiguientes:

Primera—Deben ser capaces de detectar cualquier lanzamiento de un misil;de discriminar con toda claridad que se trata realmente de un lanzamiento yno de una falsa alarma producida por causas ajenas a un lanzamiento, y dedeterminar si el misil representa un ataque real, o es simplemente unlanzamiento de pruebas, o para poner en órbita un satélite, o para cualquierotra misión. Y estas funciones deben de poder hacerlas en un tiemposustancialmente más corto del que emplean actualmente los satélites Dsp.

Hay que tener en cuenta que la fase más efectiva para destruir las cabezasnucleares que transporta un misil es mientras dura su fase propulsada, yaque, tan pronto termina ésta, el misil empieza a desprender las distintascabezas y gran número de señuelos, complicando extraordinariamente lamisión de las armas defensivas del SDI. La fase propulsada que pudiéramosllamar normal, viene a durar unos 5 minutos; pero, según ciertas informaciones,la Unión Soviética podría reducir sustancialmente este tiempo ydejarlo enunos 1 00 segundos, con el empleo de propulsores de combustión rápida.

Segunda.—En caso de un ataque real, los satélites deben mantener uncontacto ininterrumpido con el misil y proporcionar a otros sensores ysistemas de armas del SDI la información necesaria sobre la situación delmisil en cada momento, la trayectoria que sigue y a dónde se dirige.

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Tercera—Y, por último, teniendo en cuenta que estos satélites constituyenuna pieza clave en el Programa SDI, deben tener una alta capacidad desupervivencia ante las posibles acciones que el enemigo pueda ejercercontra ellos, tales como láseres de gran potencia instalados en aviones o ensatélites, armas antisatélites lanzadas desde tierra, haces de partículasneutras, láseres de rayos X, «minas» en órbita, haces de microondas de granpotencia, efectos de explosiones nucleares, etc.

Es evidente que una protección total es imposible, pero al menos se puedeobligar al enemigo a que tenga que emplear medios desproporcionadamentecostosos para neutralizar a estos satélites.

Las tres condiciones que acabamos de exponer no se cumplen satisfactoriamente por los actuales satélites Dsp. En especial su telescopio deinfrarrojos está orientado siempre hacia la superficie terrestre y no puedeseguir a un misil cuando gana altura y, visto desde el satélite, queda fueradel limbo u horizonte terrestre.Está en fase de estudio un nuevo Sistema de satélites, el BSTS (BoostSurveillance Tracking System), especialmente concebido para que cumplalas condiciones anteriores y sustituya en su día al Sistema DSP.Pero no hay unanimidad de opiniones. Hay quienes estiman que el DSP esun sistema operativo, que ha funcionado muy satisfactoriamente durantecasi 20 años y que sería mejor y mucho más barato introducir lasmodificaciones necesarias en los DSP para que cumplieran las condicionesexigidas por el SDI, que émpezar a desarrollar un sistema nuevo, con todaslas incertidumbres técnicas que puede plantear y con costes que, según lasestimaciones actuales, va a ascender a unos 8.000 millones de dólares.El Sistema BSTS, de acuerdo con los estudios actuales, podría estaroperativo en la segunda mitad de esta década. Sus satélites tendríantambién como instrumento principal un gran telescopio de infrarrojos y,además, un sensor con gran ángulo de visión.

Conseguirían una mejor resolución que los DSP y una mayor rapidez paraidentificar misiles e informar a tierra. Irían dotados de una potente capacidadde proceso de datos a bordo, para que la información transmitida al resto delSDI estuviese adecuadamente elaborada. Tendrían unas protecciones y unacapacidad de supervivencia sustancialmente mejores que los DSP. Y, porúltimo, conseguirían una mejor cobertura sobre las regiones polares que losDSP, para lo cual se situarían en otro tipo de órbita. No se ha dado ningunainformación sobre el número total de satélites del sistema, pero en cualquiercaso será superior a los 3 deI DSP.

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Hay dos compañías, Lockheed y Grumman, que, cada una por separado,están estudiando detenidamente la configuración y características del BSTSy comparando distintas soluciones técnicas. Pero el futuro de este sistematampoco está claro.

Dentro del SDI cada vez está tomando más fuerza la idea de los llamadosBrilliant Pebbles, expresión que podríamos traducir como «piedras inteligentes».Los Brilliant Pebbles serían satélites muy pequeños, con un peso inferior a50 kg, pero dotados de potentísimos medios de cálculo, capaces de efectuar1 .000 millones de operaciones por segundo y de determinar por sí mismos,la velocidad y trayectoria de su blanco. Serían capaces de distinguir entremisiles y señuelos. Estarían situaddos en órbita en número muy elevado,posiblemente alrededor de 5.000. Y la forma de destruir al misil atacantesería por colisión directa con él, sin emplear ningún tipo de explosivo.

Si se adopta la propuesta de los Brilliant Pebbles y cada uno de ellos escapaz de identificar a un misil, calcular su trayectoria y hacer impacto conél, las condiciones que se habían impuesto al Sistema BSTS no tienen porqué ser tan severas. En especial las referentes a la información que debíandar sobre la posición y trayectoria de cada misil. Y si la función de lossatélites Bsts dentro del SDI se hace menos crítica, también puedensimplificarse las medidas de protección y supervivencia de estos satélites.

Por último, se acaba de realizar un experimento (abril del año 1990) conresultados en cierto modo sorprendentes, que pueden suavizar todavía máslas condiciones que debían cumplir los satélites Bsts. En este experimentose ha comprobado que un misil que cruce la atmósfera a gran velocidadcrea una onda de choque, con temperaturas hasta de 6.700 grados, queproduce la emisión de radiación ultravioleta.

Es decir, que, aunque se empleen motores con propulsantes de combustiónrápida y se reduzca la duración de la fase propulsada y en consecuencia eltiempo durante el que se produce la emisión infrarroja, el misil podría seguirsiendo detectado por la emisión ultravioleta. Y ello también reduciría lasexigencias impuestas a los satélites Bsts sobre la rapidez con que debendetectar a los misiles.

Sistema soviético de Alerta Avanzada

La Unión Soviética dispone también de un sistema operativo de satélitespara la detección de misiles, tanto si el lanzamiento de éstos se efectúadesde tierra o desde submarinos. Se basa igualmente en la detección de la

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gran cantidad de radiación infrarroja que se produce durante la fasepropulsada de los misiles.

Se ha publicado poca información sobre los ensayos previos necesarioshasta que pudieron conseguir un sistema operativo. Parece ser que el primerlanzamiento de pruebas fue el Cosmos 520, puesto en órbita el (1 9-9-72). Aél le, siguieron, también con carácter experimental, los Cosmos 606(2-1 1 -73), Cosmos 665 (29-6-73), Cosmos 706 (30-1 -75) y Cosmos 862(22-1 0-76).

La fase operativa se alcanza en el año 1977, en que se establece una redformada por 3 satélites. Los lanzamientos que tienen lugar en los añossiguientes sirven para reponer a los satélites de la red que van dejando defuncionar.

Es el año 1 980 cuando empieza a ampliarse la red anterior. En 1 982 quedaestablcida una nueva red formada por 9 satélites, red que se mantienehasta el momento actual.

El mantener una red de 9 satélites ha obligado a la Unión Soviética aefectuar una media de 5 lanzamientos por año. Esta cifra tan elevada se hadebido en parte a la vida útil relativamente corta de cada satélite y en partea que los fallos por problemas en el lanzamiento o situación en órbitainadecuada han sido bastante frecuentes. Últimamente parece que estosproblemas se están superando y que la vida útil se va alargando (40 mesesen el que fue sustituido el 27-3-90).

Una diferencia fundamental entre las redes norteamericana y soviética es eltipo de órbita en que se sitúan los satélites. Los norteamericanos, como yahemos: dicho, se sitúan en la órbita geoestacionaria. En cambio, la UniónSoviétipa ha adoptado órbitas de gran excentricidad, con un apogeo de unos40.O00 km, un perigeo de unos 600 km, período de 12 horas y unainclinación de 63 grados con respecto al plano del Ecuador.

La gran ventaja de la órbita geoestacionaria es que desde ella puede unsatélite mantener una observación ininterrumpida de casi un hemisferiocompleto. Pero, la órbita adoptada por los soviéticos, que es la misma queutilizan también para los satélites de comunicaciones tipo Molniya, tiene a suvez ciertas ventajas:

Permite una mejor observación de zonas próximas a los Polos.— La energía necesaria para situar un satélite en este tipo de órbita es

sensiblemente menor que la que haría falta para ponerlo en órbitageoestacionaria, especialmente desde los campos de lanzamientosrusps que están situados lejos del Ecuador, a más de 45 grados Norte.

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Permite que en la parte útil de cada órbita (en la zona del apogeo) elsatélite puede observar simultáneamente el continente norteamericano ytransmitir directamente la información recogida a la Unión Soviética, sinnecesidad de estaciones receptoras situadas fuera de sus frónteras.(Recordemos que los Estados Unidos tienen una estación en Australia).

En una órbita de este tipo el satélite da dos vueltas a la Tierra cada día. Lavelocidad con que el satélite recorre su órbita es muy desigual, es muygrande cerca del parigeo y mucho más lenta cuando pasa por el apogeo.Esto significa que el satélite pasa la mayor parte del tiempo cerca delapogeo, que es justamente la parte útil de la órbita. Dicha parte útil viene adurar unas 1 5 horas diarias. En cualquier caso, hace falta disponer de variossatélites, adecuadamente espaciados entre sí, para poder observar de formaininterrumpida cualquier zona de interés.

Dada la relativa complejidad de este tipo de órbitas, vamos a examinar condetalle un ejemplo concreto, el del Cosmos 1 .1 24, puesto en órbita el 28-8-1 979. Los datos se han tomado del trabajo de G. E. Perry titulado Soviet EarlyWarning Stellites, JBIS, 1 982.

En la figura 5, p. 46, se representa la proyección sobre la superficie terrestre delmovimiento del satélite a lo largo de un día completo, movimiento que serepite exactamente en días sucesivos.

La parte útil de la órbita, es decir, cuando puede observar el continentenorteamericano y transmitir directamente a Rusia la información recogida,está constituida por los arcos A-B y C-D, marcados con línea más gruesaen la figura 5 (a).

El satélite llega diariamente al punto A, 17 minutos después de cruzar elplano del Ecuador, en su camino ascendente de Sur a Norte. En la figura 5 (b)se representa la porción de la superficie terrestre que el satélite puedever en ese momento. Y unas 9 horas después, exactamente 9 horas y 9minutos, el satélite llega al punto B, con lo que determina el primer tramo útilde su órbita. En l figura 5 (c) se muestra la parte de la superficie terrestrevisible cuando el satélite está en B.A partir de este momento ya no se cumple la doble condición antes indicaday entramos en la parte «no útil» de la órbita.

Pero 3 horas y 19 minutos más tarde el satélite alcanza el punto C y se iniciaun segundo tramo útil, que dura 6 horas y 9 minutos, hasta que llega al puntoD. En las figuras 5 (d) y 5 (e) se muestran, respectivamente, las áreasvisibles desde los puntos O y D.

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(d) (e)Figura 5.—Proyección sobre la superficie terrestre de la órbita que repetía cada día

e/satélite soviético Cosmos 1.124. Las partes «útiles» de la órbita son lascomprendidas entre los puntos A y B (8 horas 52 minutos) y entre C y O(6 horas 9 minutos), es decir, unas 15 horas diarias.

(a)

(b) (c)

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Después se entra en otro período «no útil» de 5 horas y 23 minutos, y e! ciclocompleto vuelve a repetirse cada día.

Para terminar, indicaremos que estos satélites utilizan en sus comunicacionescon las estaciones terrenas la banda de frecuencias de 2.290 a 2.300 MHz,que es justamente la que utiliza la NASA para sus comunicaciones convehículos destinados a la exploración de los planetas. De hecho, se hanproducido interferencias en repetidas ocasiones. Teniendo en cuenta quelas señales de los satélites Cosmos son unas mil veces más fuertes que lasprocedentes del espacio lejano, es fácil imaginar quien lleva la peor parte enestas interferencias. No obstante, debe señalarse que en fases críticas deun vuelo, cuando un vehículo NASA iba a pasar cerca de un planeta o desatélite y la información transmitida tenía un valor científico muy alto, lossoviéticos, a petición de NASA, se han mostrado muy cooperativos y hanaceptado apagar temporalmente las transmisiones de a bordo, para evitarcualquier posible interferencia.

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CAPITULO SEGUNDO

POSIBLES APLICACIONES MILITARESDE LOS DIFERENTES INGENIOS ESPACIALES

POSIBLES APLICACIONES MILITARESDE LOS DIFERENTES INGENIOS ESPACIALES

Por RAMÓN BLANCO RODRÍGUEZ

Introducción

Desde finales de los años 50 se han colocado en el Espacio varios miles desatélites e ingenios, de los cuales un alto porcentaje sigue en actividad.

Por otra parte los lanzamientos al Espacio se suceden continuamente,aunque con toda seguridad las últimas crisis mundiales, la perestroika, laliquidación del Pacto de Varsovia, etc, afectarán a los programas delanzamiento.

Muchos de los satélites e ingenios en el Espacio tienen misiones militaresy otras aplicaciones militares y civiles.

Los programas en el espacio, especialmente los de las superpotencias,proporcionan misiones de reconocimiento, comunicaciones, navegación,vigilancia de océanos, localización de blancos, identificación y caracterizaciónde los mismos, orden de batalla, vigilancia de crisis y evaluación desituaciones puertuales, información geodésica para mejorar la precisión desus ICBM, planimetría para las fuerzas militares, uso prolongado detripulaciones, etc., y seguro que con esta enumeración no hemos citadoalguna misión importante desde el punto de vista militar.

Lo cierto es que hoy en día, se considera l Espacio como un mediooperativo estratégico fundamental, que proporciona oportunidades inigualablestanto en el campo militar, como en el civil.

Sin embargo en el ámbito militar hay varios Tratados que limitan lasactividades militares en el Espacio.

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Entre los más importantes figuran el Tratado sobre la Exploración yUtilización del Espacio Cósmico para fines pacíficos de 1 967, y el Acuerdosobre la Actividad de los Estados en la Luna y otros cuepo celestes (1979).

El primero prohíbe poner en órbita o instalar en el Cosmos cualquier ingenioque porte armas de destrucción masiva, y el segundo crear en el Espacioexterior bases militares, realizar maniobras o ensayar armas.

A pesar de estos Tratados y de otros no citados, existe una opinióngeneralizada en el .sentido de que medios agresivos en el Espacio comopodían ser los Sistemas de Armas de Energía Directa(DEV), en decir losdiferentes tipos de láser y los haces de partículas cargados o neutros, losSistemas de Armas de Energía Cinética (KEV), e incluso ciertas armasnucleares podrían estar o podrían ensayarse o haberse ensayado ensatélites o ingenios en el espacio, con lo cual se habrían vulnerado loscitados Tratados.

Así las cosas no parece que la política espacial seguida hasta ahora vaya acambiar drásticamente a corto plazo, y ello a pesar de las convenciones dedesarme actualmente en curso.

Se retrasarán en ciertos programas espaciales, pero los de aplicacionesmilitares o mixtos, seguirán adelante y ello es una constante que se ha dadoa lo largo de la «corta historia» de la actividad espacial.

A o largo de este trabajo se contemplará brevemente el uso militar delEspacio en el pasado y algunos de los principales programas actuales de lassuperpotencias. Hablaremos también de algo tan importante como es lapresencia del hombre en el Espacio para acabar citando brevemente losgrandes observatorios en órbita.

Uso militar del Espacio en el pasado

¿Cuál es el papel militar del Espacio? Examinemos brevemente algunas delas actividades militares pasadas relacionadas con el Espacio. Pocaspersonas argumentarían que las capacidades espaciales actuales evolucionaron rápidamente debido a la labor pionera de hombres que demostraronuna visión revolucionaria. Consideremos a dos: un ruso, Konstantin E.Tsiolkovsky, y un estadounidense, el doctor Robert H. Goddard. Aún cuandoTsiolkovsky nunca construyó un cohete, formuló muchas de las teorías paralos satélites artificiales, los motores de cohetes de combustible líquido y elvuelo espacial tripulado. El doctor Goddard construyó posteriormente el

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primer cohete de combustible líquido del mundo, desarrolló sistemasoperativos de guía y control y realizó gran parte de la labor inicial que tradujolas ideas teóricas a soluciones prácticas de ingeniería.

Si bien los logros de estos dos brillantes expertos civiles pasaron en granmedida desapercibidos para la mayor parte del mundo, cierto número dealemanes de finales de la década de 1 930 reconocieron las posibilidadesmilitares de lo que ellos habían hecho. Comenzando entonces y durante laSegunda Guerra Mundial, los científicos alemanes dirigidos por el doctorWernher.von Braun, desarrollaron un cohete A-4 que posteriormente pasó aser conocido como el V-2. El A-4 significaba un adelanto transcendental enel diseño de los propulsores espaciales.

En la tarde del 3 de octubre del año 1 942, fue lanzado con éxito el primer V-2en Peenemüende. El director del proyecto, el mayor general WalterDornberger, convocó a sus ayudantes jefes y pronunció una de las primerasdeclaraciones de política sobre el uso del Espacio para fines tanto militarescomo civiles:

«Los puntos siguientes pueden ser considerados como de significado.decisivo en la historia de la tecnología: hemos invadido el Espacio connuestro cohete y por vez primera hemos utilizado el Espacio comopuente entre dos punto en la tierra; hemos demostrado que lapropulsión por cohete es práctica para el viaje espacial. A la Tierra,Mar y Aire podemos añadir ahora el Espacio vacio infinito como áreade futuro tráfico intercontinental, que adquiere así importancia política.Este tercer día de octubre del año 1 942, es el primero de una nueva erade transporte, la del transporte espacial. En tanto dure la guerra,nuestra labor más urgente sólo podrá ser el rápido perfeccionamientodel cohete como arma. El desarrollo de posibilidades que todavía nopodemos prever será una tarea de tiempo de paz. Entonces, lo primeroserá encontrar un medio seguro de aterrizaje después del viaje a travésdel Espacio».

Al concluir la Segunda Guerra Mundial, se hizo evidente que la tecnología delos cohetes tenía posibilidades militares importantes. En los días finales deese conflicto, tanto Estados Unidos como la Unión Soviética estabandeseosos de capturar a ingenieros y equipo del programa de cohetes deHitler. El doctor von Braun, el general Dornberger y muchos otros científicose ingenieros clave que se habían reunido en Peenemüende consiguieronllegar a las líneas estadounidenses y rendirse. Estos expertos en cohetéscomenzaron a trabajar para el Ejército estadounidense y posteriormente seconvirtieron en el núcleo del programa espacial civil estadounidense cuando

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se constituyó en 1 958 la NASA (National Aeronautics and Space Administration).

Durante finales de la década de los años 40 y principios de la de los 50,Estados Unidos tenía un reducido programa en materia de misiles y elEspacio; el hicapié principal era el ulterior desarrollo de la potencia aérea ylas armas nucleares. Aunque von Braun pronosticó que su grupo en elEjército podría lanzar con éxito un cohete que colocara un satélite en órbitapara fines de 1955, el presidente Dwigt D. Eisenhower se opuso a laempresa por que consideraba que el uso de equipo militar para cualquieractividad espacial contravenía su política del «espacio para la paz».

El día 4 de octubre del año 1 957, la Unión Soviética sorprendió al mundo conel lanzamiento eficaz del satélite Sputnik 1. Este acontecimiento extraordinariomárcó el comienzo de una nueva era a medida qu el hombre extendía suinfluencia al Espacio. El acceso a este nuevo medio había de tener efectosprofundos sobre la seguridad nacional.

Estados Unidos contestó al reto soviético 3 meses después con ellanzamiento feliz del Explorer 1, que fue colocado en órbita el 31 de enero de1 958. El Explorer 1 fue lanzado con un cohete Júpiter C que fue proyectado,desarrollado y lanzado por el Ejército estadounidense.

Este satélite, denominado Proyecto Score, desarrollado por la Agencia deProyectos de Investigación Avanzada de la Secretaría de Defensa, fue elprimer satélite militar lanzado por Estados Unidos. Durante los 13 días enque estuvo funcionando Score, demostró la tramitación confiable alrededordel mundo de comunicaciones militares por teletipo. Estos primeroscomienzos prepararon el camino para los sistemas espaciales que hoy sonla base de las comunicaciones civiles y militares.

En la década de los años 60, el presidente John F. Kennedy instó al país aque colocara un hombre en la superficie de la Luna y le devolviera sano ysalvo a la Tierra antes de concluida esa década. Si bien fue consideradacomo una empresa no militar, el sector militar formó una parte muyimportante del esfuerzo de NASA. Los Programas Mercury y Geminiutilizaron ICBM Atlas y Titan convertidos. El primer grupo de astronautasfueron pilotos de pruebas militares. El personal militar trabajó en estrechacolaboración con sus homólogos de NASA en las plataformas de lanzamientoy centros de control de esa organización.

Esta estrecha relación entre el sector militar estadounidense y la NASAcontinúa con el desarrollo del transbordador espacial. La decisión de

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construir un vehículo de lanzamiento reutilizable se basó en la hipótesis deque podría establecerse un sistema nacional para satisfacer los requisitostanto civiles como militares. Se decidió que NASA desarrollaría un sistemade transporte espacial y el emplazamiento de lanzamiento de transbordadoresen el Este del país; es tanto que la Secretaría de Defensa desarrollaría unaetapa superior nueva de energía más alta y el emplazamiento delanzamientos de transbordadores en la región Occidental del país. Enoctubre de 1 985, fue activada la instalación de lanzamiento de transbordadoresen la costa del Pacífico, en la Base aéra Vanderberg, California, en apoyo delas operaciones de lanzamiento.

El Espacio en algunos programas actuales de las superpotencias

El programa espacial soviético es una actividad dinámica y en expansiónque produce unos 100 lanzamientos anuales, aunque no sabemos cómoevolucionará con la perestroka y los acontecimientos políticos actuales.

Un 90 por 1 00 de estos lanzamientos parecen ser exclusivamente misionesmilitares o misiones militares-civiles conjuntas. Los programas espacialesmilitares y afines soviéticos incluyen misiones meteorológicas, comunicaciones, navegación, reconocimiento, vigilancia, determinación de blancos yde uso prolongado de tripulaciones. Además, con el desarrollo y empleo deun arma ASAT en órbita hace más de una década, la Unión Soviética señalóclaramente su reconocimiento del Espacio como campo para el desplieguede las armas.

Los soviéticos tienen un inventario de vehículos de lanzamineto espacial. Degran interés es su construcción de una nueva generación de propulsoresespaciales. Estos propulsores incluyen un propulsor fungible de la claseTitan, un sistema de lanzamiento pesado de la clase Saturn y queprobablemente será utilizado para lanzar la versión soviética del transbordadorespacial y otras cargas pesadas.

La misión probable para estos nuevos sistemas de lanzamientos de cargaspesadas es el lanzamiento y apoyo de una estación espacial tripulada degrandes dimensiones para los años 90. Dicha estación espacial pudierapesar más de 1 00 tm y ser capaz de prestar apoyo a una extensa tripulaciónpor períodos de tiempo prolongados sin reabastecimiento. Este objetivoconcordaría con la naturaleza cada vez más compleja de las actualesmisiones espaciales tripuladas soviéticas que constituyen el elementoindividual más extenso del programa espacial soviético. Desde el año 1 971,

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los soviéticos han colocado 7 estaciones espaciales en órbita. En el año1 977, los soviéticos lanzaron Salyut 6, que estaba dotado de un segundocollarín de unión para alojar el vehículo de mercancía no tripulado Progressy el transbordador de cosmonautas Soyuz. Estas car.cterísticas proporcionana los soviéticos la capacidad de reabastecer a intercambiar personal en susestaciones espaciales Salyut.

Si bien los soviéticos no aprovecharon los satélites geoestacionarios decomunicaciones tan pronto como lo hicieron los países occidentales, lasrecientes solicitudes de colocación de satélites de comunicaciones yfrecuencias indican que piensan hacerlo. Los soviéticos también se hanembarcado en una expansión ambiciosa de su programa de satélites decomunicaciones, que aumentará notablemente su capacidad mundial demando, control y comunicaciones. Durante los próximos 10 años, lossoviéticos debieran desarrollar y desplegar series aún más avanzadas desatélites de comunicaciones, algunos de los cuales pudieran efectuarretransmisiones desde plataformas orbitales tripuladas de mando y control aelementos en tierra, mar y aire.

El programa espacial militar soviético también refleja un uso cada vez mayordel espacio para vigilancia mundial y aviso de ataque. Utilizando satélitesque incluyen un sistema de detección de lanzamientos de ICBM y unsistema de vigilancia oceánica, los soviéticos mantienen a cierto número defuerzas militares estadounidenses y aliados constantemente vigiladas. Seprevé que las actividades soviéticas en el campo de la vigilancia conducirána un sistema de detección, vigilancia y aviso de ataques de satélitesmúltiples contra los misiles balísticos y quizás también contra los bombarde ros.

Los soviéticos también han aumentado constantemente su actividadespacial de fotografía y reconocimiento electrónico desde principios de losaños 60. Cada año, más de 50 de estos satélites son lanzados paraproporcionar apoyo continuo a las fuerzas militares. Los distintos sistemasde satélite utilizados proporcionan localización de blancos, identificación ycaracterización de blancos, orden de batalla, vigilancia de fuerzas, vigilanciade crisis y evaluación de situaciones, información geodésica para mejorar laprecisión desu ICBM y planimetría para las fuerzas militares.

Están realizando también un programa de investigación de energía dirigidamuy extenso que puede acabar en el desarrollo y despliegue de un sistemade láser basado en el Espacio. Estimamos que los soviéticos pudieran lanzarel primer prototipo de un ASAT de láser basado en el Espacio a finales de los

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años 90. Un sistema operativo capaz de atacar a otros satélites dentro deuna distancia de unos cuantos miles de kilómetros pudiera ser posible en lacitada década.

Los actuales sistemas espaciales de Estados Unidos se utilizan predominantemente para proporcionar comunicaciones, preaviso, navegación yapoyo meteorológico a las Fuerzas de Tierra, Mar y Aire.

En la actualidad, más de dos terceras partes de las comunicacionesmilitares de larga distancia se envían vía satélite. Los sistemas decomunicaciones espaciales militares están concebidos para proporcionarfunciones seguras de mando, control y comunicaciones confiables yoportunas a nivel mundial. Los dos sistemas que llevan la mayor parte de lacarga son las Comunicaciones por Satélite de la Flota (FLTSATCOM) y elSistema de Comunicaciones de Satélites de la Defensa (DSCS). Paraprincipios de los años 90, el satélite de comunicaciones Milstar comenzaráa prestar servicio y se introducirán mejoras en el DSCS, que aumentaránnotablemente la capacidad de la autoridad nacional de mando paracomunicarse con las fuerzas estratégicas y tácticas en todas las condicionesde tiempo de guerra.

Los satélites de preaviso y vigilancia vigilan los lanzamientos de misilesbalísticos y detectan detonaciones nucleares en todo el mundo. Los satélitesde preaviso proporcionan la primera indicación de que Estados Unidos o susaliados están sometidos a un ataque por misiles balísticos. Un sistema depreaviso confiable, robusto y sobrevivible es la primera línea de defensa y unelemento vital de la disuasión.

Los sensores dedetonaciones nucleares no sólo vigilan el cumplimiento delposible adversario con los convenios de prohibición de pruebas, sino queademás proporcionarían los planificadores de fuerzas, información vitalsobre recursos amigos supervivientes y la destrucción de blancos enemigosen tiempo de guerra.

También se utilizan los sistemas espaciales para proporcionar alas fuerzasdatos de navegación exactos. Se ha desplegado ya el Sistema de Satélitesde Localización Mundial NAUSTAR (GPS) que proporciona a los usuariostodos los servicios de localización tridimensional e información cronométricalas 24 horas del día, en todo el mundo y en todas las clases de condicionesmeteorológicas y de visibilidad. Los datos de navegación dé gran precisióndel Sistema GPS aumentarán a probabilidad de daños a los blancosenemigos y realzarán la flexibilidad en un ambiente logístico de combatelimitado al permitir el lanzamiento de bombas convencionales con una

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precisión que se aproxima a la de las bombas teledirigidas. El GPS permitirálas entradas-salidas a baja cota para aproximaciones flexibles, así comooperaciones totalmente pasivas para una rrayor supervivencia.

El Programa de Apoyo Meteorológico para la Defensa (DMSP) proporcionadatos meteorológicos exactos y oportunos que son vitales para operacionesmilitares eficaces. El DMSP es la fuente individual más importante de laSecretáría de Defensa para la recogida de información meteorológica. Estánen vías de realización actividades encaminadas al robustecimiento de lossensores del DMSP contra posibles ataques por láser y a) mejoramiento dela robustez del centro de operaciones en tierra del DMSP.

En el mes de marzo de 1 983, el presidente Reagan ofreció la esperanza deliberar al mundo de la amenaza de los misiles balísticos nucleares. Si bien elPresidente no dijo específicamente que su Sistema de Defensa Antibalísticacontra Misiles (ABM) estaría basado en el Espacio, muchas de las posiblessoluciones dependen en gran medida de ármas defensivas basadas en elEspacio.

Presencia del hombre en el Espacio

La estación espacial MIR

El 20 de febrero de 1 986, pocos días después del accidente del Challenger,la Unión Soviética colocaba en órbita el módulo central de a estaciónespacial MIR. (apogeo 352 km, perigeo 324 kn, período 91,4 minutos einclinación 51,6 grados).

Esta tercera generación de estaciones soviéticas (Salyut 1 a 5, y Salyut 6y 7 las otras dos) posee una gran capacidad de crecimiento y se diferenciade las anteriores estaciones, que prácticamente era de investigación yexperimentación, en su diseño, más bien orientado a la explotación a escalarazonable de las actividades productivas en el Espacio, militares y civiles.

Las MIR ofrece bastante más comodidad a sus tripulantes que suspredecesoras; su capacidad anunciada es de 4 a 6 astronautas.

La estación posee unos paneles solares mayores que la Salyut. Tras lallegada del módulo Kvant, los ástronautas instalaron un tercer panel quetransportaban, para lo que debieron realizar un EVA (Estra VehicularActivity)de varias horas; de esta formé la potencia de la estación es bastantesuperior a los 1 0 Kw.

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Entre las características destacables de la MIR se encuentra su módulo deacoplamiento múltiple, hasta 5 docking ports que junto con el módulo traseropermiten el acoplamiento de 6 módulos. Según las versiones, se cree que laMIR puede crecer hasta las 90 ó 120 tm, mediante el acoplamiento demódulos, técnica ya experimentada en las Salyut. El desarrollo deestaciones «pesadas», se hace necesario para poder dilatar la permanenciade las tripulaciones en órbita.

Podemos pues imaginar, que sin una capacidad de lanzamiento adecuada,es imposible mantener un programa con éste.

El día 1 5 de mayo de 1 988, se lanzó con éxito desde Baikonur, el nuevo ygigantesco cohete Energía, dado a conocer en el reciente salón de LeBourget; se trata de un cohete de la talla de Saturno V (peso superior a 2.000tm), que emplea con profusión propergoles criogénicos, y según parececapaz de situar masas de alrededor de 100 tm en órbita baja, lo quemultiplica las posibilidades soviéticas de cara a la instalación permanentedel hombre en el Espacio, donde una tripulación suya ha permanecido yapor un período de un año, yendo muy por delante de los americanos en estosexperimentos.

El 1 6 de enero de 1 987 se lanzó la Progress 27, con objeto de reabastecerla estación para una misión prolongada.

El 6 de febrero se lanzó la Soyuz TM-2 (primera de la nueva serie TM)acoplándose a la MiR el día 8. La Soyuz TM, posee un nuevo sistemamejorado de guiado y maniobra de acoplamiento.

El 23 de febrero la Progress 27 se separaba de la estación y reentraba en laatmósfera volatilizándose.El 3 de marzo se lanzaba una nueva Progress, la 28, que se acoplaba a laMIR el 5 de marzo, trasvasando alrededor de 2 tm de carga. Posteriormenteencendió sus motores para elevar la estación a una nueva órbita de286 X 355 km y 91,7 minutos de período, el 26 de marzo, terminada laoperación, se separó de la estación y se precipitó a su vez sobre laatmósfera.El 31 de marzo se lanzaba desde Tyuratam, utilizando un protón, el móduloastrofísico Kvant.Se trataba del primer módulo con un cometido específico acoplable a laestación MIR. En él se encuentra un completo laboratorio. El acoplamientodefinitivo no tuvo lugar hasta el 9 de abril, al parecer un elemento extraño,probablemente dejado por la Progress 28, impedía el correcto acoplamiento

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del Kvant; y al igual que ocurriera en el Skylab, el trabajo de los astronautashizo posible el éxito. Tras esto se desprendió la parte posterior, portadora delos motores del Kvant, quedando al descubierto un nuevo punto de atraque.

El 21 de abril se lanzó un nuevo Progress, el 29, que fue a acoplarse en eldock posterior del Kvant, reabasteciendo nuevamente la estación.

De esta forma se formó el primer conjunto espacial de 4 naves, llamado trenespacial por los rusos. El evento fue retransmitido en directo por la TVsoviética.

El 11 de mayo la Progress 29 se separaba de la estación. En la actualidaden el tema de las estaciones espaciales la Unión Soviética va por delante deEstados Unidos, que sin embargo con su enorme capacidad tecnológicapuede ponerse en cabeza en poco tiempo, sobre todo con a futura estaciónespacial de la NASA.

La futura estación espacial de la NASA

Parece muy claro que si el hombre pretende.entrar de lleno en a explotacióndel Espacio, tiene que comenzar por disponer de un número cada vez máselevado deestaciones espaciales en órbita terrestre.

Una estación espacial es un centro de investigación, permanente y de usomúltiple, situado en una órbita de mediana altitud, que puede ser utilizadotambién como base de operaciones y como fábrica piloto.

La NASA viene estudiando esta idea desde hace mucho tiempo, concretamente desde el éxito de su primera y única «mini-estación» (el Skylab), enlos años 1 973 y 1 974. Por fin, después de muchas vicisitudes, el programade la estación espacial ha sido aprobado por la Adencia americana, con laidea de que comience a funcionar en el año 1966. El coste de este programaserá de 2 billones de pesetas aproximadamente.

La estación espacial de la NASA será ún proyecto internacional en el queintervendrán, además de Estados Unidos, Japón (NASDA), Europa (ESA)Canadá, etc. En sus distintas instalaciones, entre otras muchas actividades,se investigará la fabricación de grandes cristales libres de defectos para suaplicación en las modernas tecnologías de los semiconductores; laproducción de cristales de tipo biológico, gigantes y de muy elevada pureza,para ser utilizados en el tratamiento de algunas enfermedades; la fabricaciónpiloto de aleaciones superligeras; el comportamiento de diversas célulasvivas; el del organismo humano en situaciones de ingravidez; la dinámicaatmosférica; la obtención de mejoras en los sistemas detectores de recursos

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terrestres y marítimos; el desarrollo de nuevos métodos de astronomíaóptica y de radiastronomía, etc.

La estación espacial se construirá en dos fases. La primera requerirá larealización de 8 vuelos del transbordador espacial para el transporte de losmateriales necesarios y su ensamblaje. Con ellos se construirá una grantorre transversal, de 1 54 m de longitud, a la que se acoplarán, en su partecentral, los cuatro módulos principales de la estación: el que servirá dehabitáculo a los astronautas (hasta un máximo de 8) que será construido porla NASA; otro, también construido por ésta, que se utilizará como laboratorio;un tercero, asimismo laboratorio, construido por NASDA; y el último, conidéntico propósito, pero construido por ESA. Los 4 módulos estaráninterconectados por túneles de comunicación y cámaras de descomprensiónpara el acceso a la estación desde el exterior. Adosados a estos túneles seinstalarán también tres pequeños módulos para usos exclusivamentelogísticos

En los extremos de la torre transversal se colocarán 4 grandes panelessolares generadores de energía eléctrica (25 Kw en total), así como otrostantos radiadores para la disipación del calor sobrante y algunas antenas decomunicaciones.

En la segunda fase, que se inició en el año 1989 y requerirá 9 nuevosviajes del transbordador, se añadirá una estructura central en doble quilla(de 45 m X 110 m), para permitir instalar 5 nuevos módulos y mucho másinstrumental científico. De estos módulos el más importante estará destinadoa instalación cerrada para montaje y reparaciónde sondas, satélites yvehículos espaciales. En esta fase se instalarán también, en los extremos dela torre transversal, dos termogeneradores solares que, mediante grandesespejos parabólicos, concentran la luz procedente del Sol y transforman laenergía correspondiente en electricidad (50 Kw en total) mediante turbinasconvencionales.La estación incluirá también los necesarios sistemas de propulsión, para elmantenimiento de la órbita y el posicionado; un brazo robot articulado yteledirigido, que construirá una herramienta imprescindible durante la fasede construcción y en las reparaciones posteriores; un minimódulo dondepodrán refugiarse los astronautas en caso de fallo total de los sistemasgenerales de la estación; un módulo de rescate (con tecnología de lasmisiones Apolo) para poder regresar a la Tierra muy rápidamente, en casode accidente o enfermedad grave; 2 ó 3 plataformas que podrán desprendersede la estación y quedar en vuelo libre con recogida posterior para larealización de experimentos sobre microgravedad, etc.

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Los programas espaciales requieren una planificación a muy largo plazo yaunque la estación espacial estará en explotación hasta finales de laprimera década del próximo siglo, es imprescindible ir pensando yaseriamente en él siguiente objetivo.

Existen dos alternativas: una base permanente en la Luna o el vuelotripulado a Marte. La decisión aún no ha sido tomada, sin embargo, todoparece indicar que lo más razonable es hacer que el hombre vuelva a laLuna y establezca allí una base permanente, antes de emprender elarriesgado.viaje a Marte. Existen razones poderosas para ello. La base lunarpodría tener múltiples aplicaciones en el siglo venidero, mientras que el viajea Marte constituiría sólo una hazaña histórica y un gran riesgo si se pretenderealizar a principios del próximo siglo.

Así pues, lo más probable es que, dentro de algunos años, la NASA inicie ladefinición, estudio y desarrollo del Programa de la Base Lunar con elpropósito de ponerla en funcionamiento y explotación en el año 2005aproximadamente.

El principal objetivo de este Programa será intentar explotar los recursos delsubsuelo lunar, en su doble vertiente de obtención de productos metálicos yno metálicos para su utilización como materiales de construcción y deproductos volátiles para su empleo como combustibles. En el terrenocientífico podría ser también de gran interés la instalación de aparatosópticos y radioeléctricos encaminados a realizar todo tipo de observacionesastronómicas, aprovechando las grandes posibilidades que ofrece la caraoculta de la Luna.

Grandes observatorios en órbita

La atmósfera terrestre es una ventana bastante imperfecta para observar elUniverso. En primer lugar, deja pasar sólo una parte muy reducida delespectro electromagnético; en segundo lugar, sus continuas turbulenciashacen perder nitidez a las imágenes que llegan a la Tierra. Estos dosinconvenientes se resuelven colocando los telescopios astronómicos enórbita terrestre.

E/telescopio espacial Hubble

El HST (Hubble Space Telescope) es uno de los proyectos actuales másimportantes de la NASA, que (o ha situado en órbita de 600 km de altitud. Setrata de un telescopio de grandes dimensiones (13,2 X 4,3 m, sin sus

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paneles solares y antenas desplegadas) y con más de 1 3 tm de peso,provisto de un reflector convencional de 2,4 m de diámetro.

Debido a su privilegiada posición en el Espacio exterior y a sus otrascaracterísticas el HST podrá detectar objetos 50 veces menos brillantes delos que se pueden observar actualmente; permitirá distinguir cuerposcelestes separados sólo 0,1 segundo de arco, es decir 5 veces más de loque se consigue ahora; permitirá ver 7 veces más lejos del alcance de losactuales telescopios, lo que representa un volumen observable 350 vecesmayor. Asimismo el HST será sensible a frecuencias que van desde elultravioleta lejano hasta el infrarrojo también lejano, esto es un anchoespectral 1 0 veces superior al de los telescopios del presente.

El telescopio espacial ha tenido Jitimamente problemas que parece estánen vías de solución gracias a la definición de su gran espejo el telescopiotiene una capacidad visual 500 millones de veces mayor que la del ojohumano. Será posible ver desde Washington el brillo de una lubiérnaga queesté en Australia, es decir, a 16.000 km de distancia.

Se espera que el HST, cuya vida se estima en 1 5 años, origine una granrevolución en el campo de la astronomía muy superior a la que acontenciócon la puesta en funcionamiento, en el año 1 948, deI telescopio del montePalomar, con un reflector de 5 m de diámetro.

Este proyecto costará del orden del cuarto de billón de pesetas (al cambioactual y en moneda constante). La ESA correrá con el 1 5 por 1 00 de losgastos del programa, lo que le dará derecho a idéntica proporción en eltiempo de observación.

El HST ha sido lanzado en el mes de abril del presente año y es el mayor delos satélites fabricados hasta el momento.

La instalación astrofísica avanzada para rayos X

El AXAF (Advanced X-F?ay Astrophysics Facility) es otro proyecto de laNASA de gran importancia, con interés y coste comparable al HST, por loque tendrá que esperar turno para ser lanzado al Espacio hasta el año 1995aproximadamente. Se trata de un segundo telescopio gigante situado enórbita de mediana altitud, cuyas dimensiones serán 1 4,5 m X 4,3 m (sin lospaneles solares ni las antenas desplegadas) y cuyo peso excederálas 10 tm.

El telescopio operará en la banda de los rayos X, una de las más sugestivasdel espectro electromagnético, pues además de que sus radiaciones no

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penetran la atmósfera terrestre, producen imágenes muy variadas yprovocativas al estar relacionadas con fenómenos astrofísicos de extremadaviolencia, como la explosión de las supernovas, los pulsares, los quasares ylos agujeros negros.

El AXAF mejorará en un orden de magnitud la resolucin hasta ahoralograda en este tipo de instrumentos en dos órdenes, la sensibilidad para ladetección de fuentes de rayos X y en tres la sensibilidad en las medidasespectrométricas.

El explorador del ruido de fondo cósmico

El COBE (Cosmic Background Exploter) es el primer satélite proyectadoespecíficamente para hacer una exploración exhaustiva de la radiacióndifusa, el llamado ruido de fondo cósmico, que al parecer proviene de lamonumental explosión, el llamado Big Bang, que debió dar origen alUniverso.

El COBE cubrirá varias bandas de frecuencias, pero fundamentalmente elinfrarrojo.

El observatorio de rayos gamma

El GRO (Gamma F?ay Obserbatory), es un observatorio astronómicocolocado en órbita terrestre y proyectado para explorar fuentes de rayosgamma en el Universo. Estos rayos son aún más energético que los X y portanto el interés astrofísico de las fuente que los originan es muy grande.

El GRO se ha desarrollado mediante una colaboración entre la NASA,Alemania, Holanda y Gran Bretaña.

Conclusiones

Gran parte de los satélites e ingenios espaciales en actividad tienenaplicaciones militares, o aplicaciones mixtas, militares y civiles.

Los lanzamientos al Espacio continúan produciéndose con cierta regularidad,pero quizá los últimos e importantísimos acontecimientos políticos varíen losprogramas espaciales.

A pesar de los Tratados sobre el Espacio de 1 967 y 1 979 (entre otros), sehan venido desarrollando en el Espacio actividades de tipo militar queseguramente vulneran los citados Tratados.

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Las grandes potencias consideran el Espacio como un medio estratégicofundamental que podría proporcionar ventajas y oportunidades inigualables.

Puede que en período de tiempo no muy lejano ciertas armas, como soncierto tipo de láser, sobre todo los láser de rayos X, las armas de energíacinética, o algunas cargas nucleares, podrían ir a bordo de satélites oingenios espaciales.

Además de las superpotencias otras naciones están haciendo investigacionesy grandes esfuerzos dirigidos hacia el escenario espacial, ahí está el casode Francia, Canadá, China, Japón, India y Brasil entre otros.

Puede que los lanzamientos espaciales se retrasen con motivo de lasconversaciones de desarme y los últimos acontecimientos políticos mundiales,,pero la experiencia nos dice que los lanzamientos para programas militares,siempre se llevan a cabo.

No pasará mucho tiempo sin que haya bases permanentes en la Luna.

Aunque estaba hablando de las posibilidades militares de la potencia aérea,Giulio Douhet decía: «La victoria sonríe a quienes preven los cambios en elcarácter de la guerra, no a quienes esperan adaptarse después de queocurran los hechos». Sus palabras tienen hoy día una especial vigencia entodo lo que se refiere a las actividades en el escenario espacial.

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CAPÍTULO TERCERO

SATÉLITES GEODÉSICOSY DE TELEDETECCIÓN

SATÉLITES GEODÉSCOSY DE TELEDETECCIÓN

Por Luis PUEYO PANDURO

SATÉLITES GEODÉSICOS

Introducción

La Geodesia es una ciencia y como tal parece lógico asociar la designaciónde satélites geodésicos a una actividad espacial científica y civil. Lasituación real es un poco distinta por el interés militar. Sin entrar en detallesde definición de la Geodesia, es bien conocido que tiene dos objetivosclaros que permiten identificar dos vertientes, la Geodesia geométrica, cuyafinalidad es la determinación de la conf iguracióñ y dimensiones de !a Tierra,y la Geodesia dinámica, cuya finalidad es la determinación del campogravitatorio terrestre.

Es fácil reconocer el interés militar de estos conocimientos, esenciales paraa operación de los misiles estratégicos, en consecuencia hay satélitesgeodésicos civiles, y de la defensa. La aplicación militar se consideraespecialmente en el apartado «Intereses para la Defensa».

No se consideran los métodos geodésicos tradicionales, sino los propios dela Geodesia espacial, que utiliza una herramienta nueva, el satélite, paramejorar la precisión de las medidas geodésicas, sin las limitaciones queimplican las medidas terrestres.

Un satélite a una altitud suficiente puede verse simultáneamente desdevarias referencias geodésicas, lo que permite medir con precisión lasdistancias y mejorar el método tradicional de la triangulación.

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La Geodesia dinámica se beneficia considerablemente del satélite. La órbitade un satélite depende de las fuerzas que actúan sobre él y, recíprocamente,a partir del conocimiento de la órbita, se puede obtener la resultante de lasfuerzas que actúan sobre el satélite, entre las cuales es preponderante lafuerza gravitatoria.

Las dos fuerzas principales que actúan sobra el satélite, a una altitud delorden de 1 .000 km, son la fuerza gravitatoria terrestre y la resistenciaatmosférica. Otras fuerzas menores que causan perturbaciones de la órbitason las atracciones lunar y solar, que se pueden calcular, y otras como lapresión de radiación solar y las fuerzas electrostáticas y electromagnéticasdebidas a la interacción de los campos eléctrico y magnético terrestres conel satélite, que tiene unas propiedades magnéticas y una carga eléctricaacumulada. Estas fuerzas se pueden evaluar sin necesidad de unconocimiento preciso de la órbita.

Los efectos de las dos fuerzas principales se pueden separar considerandoque:— La fuerza gravitatoria terrestre es conservativa (deriva de un potencial) y

la fuerza de resistencia atmosférica es disipativa.— La fuerza gravitatoria depende de la masa y de la distribución de una

masa del satélite y no depende de la Geometría superficial, mientras quela fuerza de resistencia atmosférica depende de la configuración delsatélite.

Estas consideraciones permiten determinar el campo gravitatorio terrestre a

partir de datós de la órbita. Evidentemente, es necesario que la altitud delsatélite sea la suficiente para que la resistencia atmosférica sea suficientemente débil para que no altere la órbita en varias revoluciones (del orden de1 .000 km para un satélite de 1 m de diámetro y 1 0 kg de masa). Para obtenervalores precisos se requiere un conocimiento de la órbita del satéliterespecto al geoide con muy alta precisión.

En el punto siguiente se consideran los procedimientos y dispositivosempleados para este fin.

Procedimientos y dispositivos empleadosLos datos obtenidos con los satélites geodésicos se basan en las medidasde distancia entre el satélite y puntos fijos en tierra en un instante dado, o enmedidas que permitan obtener estas distancias, según las dos vertientesposibles, conociendo la situación precisa del satélite se sitúan puntos entierra mediante observaciones del satélite desde dichos puntos.

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Los procedimientos y dispositivos utilizados han sido muy diversos y hanevolucionado con la finalidad de mejorar la precisión de los resultados. Entodo caso se requiere que por procedimientos pasivos o activos se puedadetectar el satélite, a este fin se puede utilizar como reflector de unailuminación natural o provocada, o como fuente de emisión. Los métodosempleados son los siguientes:

Fotografía

Consiste en la fotografía de la órbita del satélite, iluminado por el Sol,mediante cámaras equipadas con un obturador que se abre y se cierrasegún una consecuencia determinada, de modo que la órbita queda

/ representada por trazas sobre el fondo de estrellas.

En la práctica se utiliza un obturador giratorio delante del objetivo de lacámara.

Instalando cámaras de este tipo en diversos puntos.de referencia, deposición conocida, y en un punto cuyas coordenadas se trata de determinar,éstas se pueden obtener a partir de fotografías simultáneas. En realidad, noes necesaria la simultaneidad, que es difícil de conseguir en la prácticaporque se requeriría un sincronismo perfecto, pero si es necesario conocercon precisión los instantes de apertura y cierre del obturador y enconsecuencia disponer de referencias de tiempo de un reloj electrónico oató mico.

DestellosLa detección por luminosidad del satélite se puede obtener por emisiónluminosa producida en éste. A este fin, el satélite está equipado conlámparas que emiten una secuencia de destellos, mandada desde tierra.La medida del tiempo de transmisión permite determinar la distancia entrelas estimaciones receptoras y el satélite.

Efecto Doppler

La utilización de una fuente de emisión radioeléctrica en el satélite permitedeterminar los parámetros orbitales, utilizando el efecto Doppler en la señalrecibida en una estación de posición conocida.Recíprocamente, a partir del efecto Doppler de la señal recibida en unaestación, emitida con muy alta estabilidad de frecuencia por un satálite, cuyaposición se conoce en función del tiempo, se puede determinar la posiciónde la estación.

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En ambos casos se requieren sólo medidas de frecuencia que se puedenhacer con alta precisión, y en todo momento mientras el satélite es visibledesde la estación (se entiende visibilidad radioeléctrica, se trata de unaoperación todo tiempo).

La ecuaciór básica que relaciona la posición de la estación 7(t) vector deposición con origen en el centro de la Tierra y del satélite (t), vector deposición con el mismo origen con el efecto Doppler, f, es:

= — 12 -- 1 7 (t) —7(t)c dt

Siendo: f0 la frecuencia transmitida y cIa velocidad de la luz.

Esta relación permite:— Determinar F (t), conociendo 7(t) y zf (medida).— Determinar 7(t), conociendo i (t) y f (medida).

En la práctica se requiere introducir correcciones por efectos en latransmisión, principalmente las debidas a la refracción en la troposfera y enla ionosfera y, por supuesto, realizar numerosas medidas para optimizar laprecisión del resultado.

Cronológicamente, con los primeros satélites utilizados sistemáticamente,los del Sistema TRANSIT de navegación, se han empleado los dos procesos,el directo de determinación de órbita y el inverso de determinación deposición de estación, fija (Geodesia) y móvil (Navegación).

A continuación se expone una breve descripción de la operación delsistema.

El satélite Transit se inyecta en una órbita aproximadamente circular aunos 900 km de altitud.

— El satélite emite una señal radioeléctrica que se recibe en variasestaciones de tierra cuya posición es conocida con precisión.

— Estas estaciones determinan los datos de efecto Doppler, los digitalizany los transmiten a un centro de cálculo.

— El centro de cálculo determina los parámetros orbitales y los transmite auna estación de inyección (de datos).

— La estación de inyección almacena los datos orbitales hasta que elsatélite está en su zona de cobertura, entonces transmite los datosorbitales al satélite que los almacena en su memoria.,

— El satélite transmite sus datos orbitales con una secuencia lenta (porejemplo, cada minuto).

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— La estación, fija o móvil, cuya posición se trata de determinar, recibeestos datos y mide el efecto Doppler comparando la frecuencia de laseñal recibida con la de un oscilador local de alta precisión. La operaciónes pasiva, como se requiere para la navegación militar.

— El proceso se repite en cada órbita inyectando en el satélite los nuevosparámetros orbitales.

El cálculo en la estación permite determinar su posición respecto al satélite(cuya posición es conocida en cada instante por sus parámetros orbitales)y en consecuencia respecto al ¿entro de la Tierra.

Láser

Este procedimiento se basa en la medida precisa del tiempo de propagaciónde un impulso láser emitido en tierra y reflejado en un retroref lector a bordodel satélite. Se requiere un conocimiento preciso de las coordenadasgeodésicas del emisor. Con varias observaciones del satélite en diversasposiciones se obtienen los parámetros orbitales.

Hay numerosas estaciones láser con precisiones de medida entre 3 cm y1 m, en particular, en España hay una en San Fernando con precisión demedida de 1 m, lnterkosmos dispone de un conjunto de 1 2 estaciones conprecisiones entre 0,6 m y 1 ,5 m.

Este procedimiento se ha utilizado para medir la distancia entre la Tierra y laLuna, en las misiones Apolo 11, 1 4 y 1 5 se han depositado retroref lectoresen la superficie lunar (Lunar Laser Retroreflector Experiment) y también lohan hecho las naves automáticas soviéticas Luna 1 7 y 21.

Altímetro radar

Este procedimiento se utiliza para determinar la topografía del mar. Consisteen el envío de un impulso radioeléctrico desde el satélite en la dirección dela vertical y en la medida del tiempo de recepción del eco reflejado por lasuperficie marina. A partir del conocimiento del tiempo, sabiendo que latransmisión se hace a la velocidad de la luz, se determina la altura delsatélite sobre la superficie reflectora.

Esta operación sería simple si la superficie marina fuera estacionaria, peroevidentemente la existencia de olas complica el proceso de interpretación.En consecuencia es necesario combinar esta operación con otra quepermita determinar la altura de las olas a fin de obtener entre ambasmedidas el nivel medio del geoide marino, que presenta montes y valles, que

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se pueden correlacionar con el campo gravitatorio local y con el efecto deatracción lunar.

Para este fin se utiliza también instrumentación de microondas, el disersómetro de microondas, basado en la reflexión múltiple debida a la rugosidadque presenta la superficie del mar con el oleaje.

Satélites

Aunque se han utilizado numerosos satélites dedicados exclusivamente aGeodesia, los satélites dedicados a la Geodinámica o en general a laGeofísica tienen también aplicación a la Geodesia y en particular lossatélites de navegación también se pueden utilizar con fines geodésicos. ElSistema de navegación americano TRANIST se ha utilizado con este fin,mediante medidas basadas en el efecto Doppler en la transmisión desde elsatélite al receptor en la superficie terrestre, y también con este fin se puedeutilizar el Sistema más avanzado GPS.

Se hace notar •que hay diferencias operativas entre la Navegación y laGeodesia. La Navegación requiere el conocimiento de la posición respectoal punto de partida y al de llegada en tiempo real, mientras la Geodesiarequiere la información de posición respecto a puntos conocidos de unsistema de referencia, con mayor precisión pero sin el requerimiento deltiempo real.

Precisamente las primeras aplicaciones de Geodesia espacial se hanrealizado con los satélites del Sistema de navegación TRANSIT, Transit 1 B(1960) hasta Transit 5B (1 963), los posteriores del sistema se han empleadosóló para navegación.

Entre los satélites mencionados, se puso en órbita el satélite Echo 1(1960),reflector pasivo de telecomunicaciones constituido por un globo metalizadode 30 m de diámetro que, iluminado por el Sol, fue una magnífica referenciavisible, como una estrella de magnitud 2, que constituyó un excelente mediode aplicación del método de cámaras para la triangulación. Esta experienciase continuó en el satélite Echo 2, aún mayor (41 m de diámetro), inyectadoen órbita en el año 1 964.

Antes de este lanzamiento se puso en órbita el primer satélite dedicado aGeodesia, el Anna 1 B.

Este satélite era demasiado pequeño (161 kg) para que pudiera ser visiblepor la reflexión de la luz solar, por lo que utilizó un sistema de destellosproducidos por 4 lámparás de xenon que operaban por telemando.

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Se obtenían así series de 5 destellos, la alimentación se conseguía con unabatería que se cargaba mediante células solares, pero la capacidad era muyreducida y no se podrían obtener más de 20 iluminaciones al día en valormedio, dependiendo del consumo, y en consecuencia no programables.

El primer programa geodésico, exclusivo de la Defensa (que ya habíaparticipado en el satélite Anna) ha sido el SECOR (Sequentian CollationRange) del Ejército americano, basado en el empleo de satélites radioeléctricos muy pequeños (20 kg) equipados con un repetidor. Las órbitas hansido muy variables, aproximadamente entre unos 950 km y 3.600 km dealtitud.La operación del sistema se basaba en la utilización de 3 estaciones enposición conocida que constituían el triángulo de referencia. Las observaciones simultáneas del satélite cuando estaba alto sobre el horizonte desdeestas estaciones y desde una cuarta estación de coordenadas desconocidas,permitía obtener estas coordenadas sin necesidad de conocer la órbita delsatélite.

Cuando la visibilidad no era posible desde las 4 estaciones se utilizaba elmétodo orbital. A partir de las observaciones desde el triángulo de referenciase obtenían los parámetros orbitales. Conociendo la órbita la cuarta estaciónse podría situar a partir de las observaciones del satélite en las siguientesórbitas, es decir utilizando el satélite como si fuera de navegación.

Este procedimiento se ha utilizado ampliamente en los Estados Unidos conlos satélites Secor.

El equipo de tierra comprendía el emisor de radiofrecuencia, el receptor delas señales del satélite y el registrador de estas señales y de las de un relojelectrónico.

El ritmo de operación era muy rápido, en los 6 minutos en que podíainterrograrse el satélité en cada paso (en órbita baja) se podían hacer unas30.000 medidas.

El Programa se terminó con el Secor 13 en el año 1969, si bien el añosiguiente se puso en órbita un satélite similar que se designó Topo 1.

• Antes de terminar el Programa SECOR en los Estados Unidos se inició otroPrograma, el GEOS, con satélites de mayores dimensiones (175 kg),desarrollados por la Universidad John Hopkins para la Marina.

El primer satélite Geos 1 se puso en órbita en el año 1965.

En estos satélites se han utilizado los métodos de medida de Geodesia,

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Dopper y Láser, lo que ha permitido comparar estas técnicas. La técnica deláser ya se había utilizado experimentalmente en los satélites Explorer 22y 27..

Este Programa se ha continuado con los satélites Geos 2 y Geos 3, esteúltimo equipado con un altímetro radar para la determinación de latopografía marina, con una precisión de medida en distancia de 70 mmdesde 1 .000 km. Con este satélite se ha podido determinar el nivel medio dela superficie marina y en consecuencia el campo gravitatorio del geoide enlas zonas cubiertas por océanos y mares.

Este tipo de medidas se superaría con el satélite Seasat 1, tambiénequipado con altímetro radar, con una precisión de medida de distanciade 2Ó mm.

En Francia, país con gran tradición en Geodesia, se iniciaron las actividadesde geodesia con medidas efectuadas con el satélite Echo 1 para enlazar lasredes geodésicas europea y africana.

El primer satélite francés, Diapason, se inyectó eh órbita en 1 966. En estesatélite se utilizó la técnica radiogeodésica, un cuarzo a bordo del satélite,mantenido en una cápsula a temperatura constante mediante un termostatode alta precisión, controlaba dos emisores ultraestables que operaban afrecuencias de 149, 370, 970 y 399, 920 MHz.

El Programa se ha continuado con los satélites Diademe 1 y 2, inyectados enórbita en 1967 utilizando la técnica láser. El satélite Diademe era el mismosatélite Diapason en el que se habián instalado 144 reflectores láser.

El siguiente satélite, Starlette (1975), se basaba en el mismo principio,estaba constituido por una esfera densa cubierta con reflectores.

Desde el principio del acceso al Espacio se verificó la existencia deirregularidades del Globo terrestre y en consecuencia del potencialgravitatorio que producían perturbaciones de las órbitas de los satélites, queya se pusieron en evidencia con los satélites Sputnik 2 y Vanguard 1

Con estos satélites ya se pudieron obtener los primeros datos precisos delpotencial gravitatorio y del achatamiento de la Tierra (1/298, 35, en lugar delvalor estimado hasta entonces en 1/297). También se pudo comprobar queel achatamiento es mayor en el hemisferio Sur que en el Norte, lo que se haexpresado vulgarmente diciendo que (<la Tierra tiene forma de pera», asícomo la existencia en la superficie marina de montes y valles comoconsecuencia de las anomalías gravitatorias.

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Estos resultados se confirmaron con mayor précisión en las medidas con los.satélites Pageos 1 (Passive Geodetic Earth Orbit Satellite) (1966), satéliteglobo de 30,5 m de diámetro en órbita inicial a 4.200 km de altitud 87 gradosde inclinación y Geos 2 (1968).

Se menciona también el satélite francés Castor, equipado con un acelerómetroCactus, basado en una esfera de rodio-platino suspendida electrostáticamentepor 3 electrodos, que entre los años 1 975 y 1 979 midió con alta precisión lasperturbaciones debidas al potencial terrestre, a la resistencia atmosférica ya la presión de radiación solar.

Otro satélite, el Lageos 1 (1976), basado en el mismo principio que elStarlette, aunque mucho mayor y más pesado se ha inyectado en una órbitaa 5.900 km de altitud en la que permanecerá millones de años. En el año1 987 se ha lanzado un segundo Lagéos. Estos satélites y los satélites Geosson la principal fuente de datos geodésicos en la actualidad, tanto para lageodesia geométrica como para la obtención de datos geodinámiáos.

En 1 985 la Marina americana inyectó en órbita el satélite Geosat (Geodetic’and Geophysical Satellite), equipado con un altímetro radar para laobtención de datos de topografía marina y para mejorar el modelo del campoSgravitatorio terrestre.

La técnica de altimetría radar ya se había utilizado en otros satélites y enparticular en el satélite de Teledetección oceanográfico Seasa 1, tambiénequipado con reflectores láser. Aunque los datos aportados por este satélitehan sido excelentes, su existeñcia se ha limitado a 3 meses.

La identificación de satélites que han permitido la obtención de datosgeodésicos ha conducido a considerar un colectivo más amplio, que el delos satélites de Geodesia y ha hecho aparecer satélites de Geodinámica yen genera,l de Geofísica, así como los satélites de Navegación. Este grupose puede ampliar aún más porque los satélites de Teledetección que iniciaronsus actividades con sensores en el visible y en el infrarrojo (que si bien nohan tenido valor para la Geodesia si lo han tenido para la Cártografía de lospaíses del Tercer Mundo muy deficientes en este aspecto), han ampliado suobservación al campo de las microondas y de los sensores activos yespecíficamente a la utilización de la altimetría radar.

El altímetro radar ha sido una herramienta muy valiosa para el’, estudio delgeoide cubierto pór el agua porque permite obtener la distancia verticalentre la superficie mrina y el satélite con una precisión de milímetros y enconsecuencia estudiar la Topografía marina y el campo gravitatorio con la

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ventaja, respecto a otros procedimientos utilizados en la Geodesia espacial,dé que elradar es un sistema todo tiempo.

Los satélites Geos 3, Seasat 1 y Geosat han utilizado esta instrumentacióny han suministrado datos muy precisos, en particular han permitido obteneruna representación del campo gravitatorio de alta resolución, hasta elArmónico 36.

Por último se mencionan, dos satélites que se inyectarán en órbitapróximamente, el satélite Topex de la NASA dedicado a la Topografía marinacon altímetro radar, en el que se instalará también un altímetro francésexperimental que utiliza una tecnología nueva (Poseidon) y el satélite Ers 1,primer satélite de Teledetección de ESA, que también llevará un altímetroradar, con la considerable ventaja sobre Seasat 1 de que podrá realizarmedidas topográficas sobre hielo, con una precisión de 10 mm.

Aplicaciones

Como se ha expuesto en el punto anterior, aunque se puede mencionar queha existido una primera generación de satélites dedicados a la Geodesia,posteriormente los datos geodésicos se han obtenido en general de satélitesde aplicaciones más amplias en el campo de la Geofísica, especialmente dela Geodinámia, que estudia los movimientos de la Tierra y en particular eldesplazamiento de las placas o actividad tectónica y recientemente deTeledetección con la aplicación de la Topografía marina.

Todos los datos para unas y otras aplicaciones están dirigidos alconocimiento de la Tierra en numerosos aspectos, por lo que al relacionarlas aplicaciones de la Geodesia espacial és coherente incluir algunasasociadas que son objeto de determinaciones simultáneas con los mismossatélites.

A continuación se relacionan las aplicaciones más importantes:— Determinación de la configuración y dimensiones de la Tierra.— Establecimiento de redes geodésicas. Enlace geodésico entre conti

nentes.— Determinación del potencial gravitatorio terrestre.— Determinación de desplazamientos de placas y de desplazamientos de

los continentes.— Determinación de la orientación de la Tierra respecto a un sistema

inercial. Movimiento del eje polar de la Tierra, determinación de losmodelos de precisión y mutación.

— Topografía del nivel del mar.

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Interés para la Defensa

La Geodesia tiene un interés excepcional para la Defensa, que tradicionalmente ha utilizado los datos geodésicos para situar con precisión losobjetivos militares, para aplicaciones específicas como el bombardeo áereoo para la artillería de largo alcance, para lo que ha sido suficiente laGeodesia geométrica.

La aparición en el arsenal militar de los Misiles Estratégicos de AlcanceIntercontinental (ICBM), o de Alcance Medio Lanzados desde Submarino(SLBM) ha realzado el interés de la Geodesia, en toda su amplitud, como unaciencia de aplicación directa y esencial para la operación de estos misiles.

Considerando que estos misiles atacan blancos fijos, que utilizan un sistemade guiado inercial y que se requiere una alta, precisión de entrega (que haevolucionado al mismo tiempo que los sistemas de guiado y que las ojivas:RV, MRV, MIRV, MARV, AMARV), el análisis del modo de operación pone demanifiesto la importancia de los datos geodésicos.

La trayectoria del misil se compone de tres partes bien diferenciadas:Primera. Trayectoria hasta la inyección de la ojiva nuclear o del elemento(bus) soporte de ojivas nucleares (Sistemas MIRV, MARV y AMARV).

Esta parte de la trayectoria se compone de los segmentos recorridosdurante las fases propulsadas y de los que, eventualmente, se recorran sin’propulsión entre las fases de propulsión. Se trata de una parte de latrayectoria guiada con un sistema de guiado inercial.

El sistema de inercia obtiene los datos de navegación basados en la dobleintegración de la ecuación, en ejes ¡nerciales.

R

Siendo: Á la aceleración vectorial del empuje, medida a bordo conacelerómetros, tres acelerómetros según 3 ejes ortogonales cuyas orientaciones respecto a los ejes ¡nerciales se obtienen mediante una referencia deactitud, plataforma inercial o sistema de ejes referidos al vehículo (Sistemastrap-down) y la aceleración gravitatoria calcLada mediante un computadora bordo, alimentado con los datos de posición R, longitud, latitud y distanciaal centro de la Tierra) obtenidos del bucle de navegación y utilizando unmodelé matemático para basado en los mejores datos suministrados porla Geodesia dinámica.

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La integración de la ecuación requiere, además de un conocimiento precisodel tiempo, el conocimiento preciso de las condiciones iniciales, R0 y R0, esdecir datos típicosgeodésicos, que comprenden datos geométricos(R0) eincluso de la velocidad de rotación dé aTierra que entra en R0.

A partir de los datos de navegación y utilizando las ecuaciones de guiado,que implican el conocimiento preciso de RT, posición del blanco, conocidacon precisión geodésica (dato sumimstrado por la Geodesia geométrica) seobtiene la velocidad requerida VR (R, t), a cuyo fin es necesrio conocer latrayectoria orbital o balística generada por la interrupción de la combustión en cada punto del espacio (R, t), y como se trata de una trayectoriaregida por la atracción gravitatoria se requiere un conocimiento preciso delpoteñcial gravitatorio (Geodesia dinámica) para el cálculo de la velocidadrequerida.

A partir de VR se genera la señal de error: VG VR — , siendo V la velocidaddel misil obtenida por el sistema de navegación inercial. Utilizando las leyesde dirección., alimentadas por VG, se aplican las órdenes de cambio deactitud hasta que se anula VG, instante en el que se corta la combustión yse inicia la trayectoria balística.

Segunda. Trayectoria balística. Esta parte de la trayectoria, que es la másextensa, es una trayectoria orbital, regida esencialmente por la atracciónterrestre y afectada por perturbaciones debidas a la atmósfera residual, a lapresión de radiación solar, a la atracción lunar y solar, etc.

En las primeras generaciones de misiles estratégicos,. con sistemas deinercia poco precisos, la trayectoria era balística pura, de modo que loserrores de inyección se propagan en el resto de la trayectoria, de manera quela precisión de entrega era reducida, lo que conducía a una doctrina deempleo basado en objetivos de gran extensión y en ojivas nucleares de muyalta potencia (hasta 24 megatones). Fue la época del equilibrio del terror. Laevolución hacia Sistemas más sofisticados (MIRV) y Sistemas de guiadoinercial más precisos ha conducido a una situación diferente. El soporte(bus) de ojivas MIRV, que desprende las ojivas sobre los diversos objetivos,es un lemento equipado cón un sistema de guiado inercial y con un sistemade propulsión de empuje reducido, que permite la corrección de trayectoriay determina los ihstntes de desprendimiento de las ojivas. Para estasoperaciones se réquiere el conocimiento preciso de datos geodésicos,geométricos y dinámicos.

Tercera. Trayectoria de reentrada. Esta parte final de la trayectoria, através de la atmósfera, en la que las ojivas están sometidas a las severas

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solicitaciones de deceleración y térmicas se produce una acción de laatmósfera que afecta a la trayectoria. La predicción de este efecto se basaen el mejór conocimiento del efecto del proceso de reentrada y en unmodelo atmosférico. Siendo la atmósfera un medio dinámico con variacionesen el espacio yen el tiempo, evidentemente la acción atmosférica real serádiferente a la supuesta, por lo que se producirán errores en el encuentro conel objetivo, principalmente debidos a las ráfagas. Este efecto es una causamás de errores que afectan a las ojivas RV, MRV, y MIRV, pero que sesupera con los Sistemas MARV, AMAAV, que con su capacidad de maniobray sistema inercial integrado, pueden dirigirse al objetivo, incluso en unatrayectoria rasante para dificultar la acción de un posible sistema interceptor.

En el caso de empleo de SLBM se plantea un problema adicional y es lanecesidad de determinar con precisión geodésica la posición del submarinoplataforma de lanzamiento, para seguir un proceso similar al descrito.

•En este caso se combinan dos actividades que tienen en común ladeterminación de posición de elementos móviles (Navegación, que ademásdetermina el vector velocidad) y de puntos fijos en la Tierra (Geodesia). LaNavegación es otro proceso, que aquí no se considera, también resuelto enla actualidad con Sistemas de satélites (Transit, Gps, Glonass), que implicanen enlace satélite-submarino que en ciertas situaciones operativas puedeimplicar un riesgo (aunque sólo emerja una antena) y con sistemas deinercia que permiten la situación precisa del submarino sumergido, si biense requiere una verificación periódicamente para eliminar los erroresacumulativos del sistema inercial, esta operación que requiere la emersióndel submarino, se puede realizar en las situaciones de riesgo mínimo.

Un caso similar, aunque con la diferencia de la duración de la misión (quepuede ser muy prolongada en inmersión para un submarino nuclear) sepresenta en el caso del bombardeo aéreo para el que los datos denavegación son esenciales. -

Estas circunstancias explican el hecho de que la Geodesia haya sidodurante cierto tiempo un monopolio de la Defensa, que guardaba celosamentelas últimas cifras decimales de las medidas, por lo que al nivel civil se hautilizado una cartografía defectuosa, con errores sistemáticos, detectadospor los pilotos de las líneas aéreas, de unos 8 km entre París y Nueva Yorky de unos 30 km entre París y Pekín.

Se ha mencionado entre los satélites de primera generación el denominadoAnna. Este satélite se desarrolló como un programa conjunto de Army, dea Navy y de la NASA, que con sus iniciales formaron su nombre, en

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consecuencia fue un prçgrama híbrido militar-civil (NASA), que deberíasuministrar datos geodésicos para ambos colectivos. Sin embargo, el DOD,reconociendo a posteriori la importancia militar de los datos geodésicos,bloqueó su distribución durante algún tiempo, impidiendo el acceso de la¿omunidad civil y, por supuesto, de los enemigos potenciales, a los datos.

Esta situación se superó pronto, porque los requerimientos de precisión dela Ciencia son superiores y se han desarrollado satélites científicos en otrospaíses cuyos datos eran accesibles a la comunidad científica. En particularFrancia ha sido un país muy activo en Geodesia y actualmente lasprevisiones sobre satélites geodésicos y geofísicos permitirán obtener datoscon una precisión muy superior a la requerida por la Defensa.

SATÉLITES DE TELEDETECCIÓN

Introducción. Principios físicos

La Teledetección que, como indica su denominación es la detección adistancia, consiste en la obtención de información sobre una materia desdeun punto remoto.

La aplicación espacial utiliza como plataforma de observación un satélite,soporte de la instrumentación de observación, y el medio observado es laTierra. Evidentemente se pueden utilizar otro tipo de plataformas, elevadassobre la Tierra, para realizar las observaciones como una aeronave o unglobo.

El avión, que se utiliza ampliamente para observaciones locales, ofrece laventaja de que puede sobrevolar las zonas a observar con la altitud de vueloapropiada a la cobertura y resolución deseadas y de permitir la repetición delas observaciones en condiciones diferentes.

El globo, aunque se ha utilizado como plataforma experimental, sigue unatrayectoria determinada por el régimen de vientos, de modo que no esadecuado para asegurar el sobrevuelo de las zonas seleccionadas, por loque carece de interés práctico.

El satélite, que permite una cobertura global y la repetición de observaciones,lo que es esencial para el estudio de procesos evolutivos, es la plataformaideal para esta aplicación.

La información que se obtiene de los objetos a distancia, se basa en lacaptación de la radiación, propia o reflejada, procedente de ellos.

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Aunque la utilización del Espacio para este fin es una aplicación reciente, yaexistía el precedente de la Astronomía y la Astrofísica, cuyos conocimientosse han basado tradicionalmente en la obtención de información de los astrosa gran distancia, distancias planetarias y estelares, con instrumentación detierra receptora de la radiación, propia o reflejada, procedente de los astros,que deja pasar la atmósfera hasta la superficie terrestre, en consecuencialimitada a la parte del espectro electromagnético constituida por el ¡ntervalovisible, las ventanas de infrarrojo y las ondas radioeléctricas (Radioastronomía).El acceso al Espacio ha permitido abrir el campo de observación a latotalidad del espectro, e incluso el acceso directo o la observación próximade los astros del sistema solar. Cuando el astro observado es la Tierra, quees la aplicación de la Teledetección, el instrumento receptor encuentra lamisma limitación espectral, debido a la presencia de la atmósfera, que losinstrumentos astronómicos, sin embargo, no sólo utiliza la radiación natural,emitida o reflejada, sino también la reflexión de una radiación artificial(radar).La radiación procedente de la Tierra se compone de:— La radiación emitida, según la Ley de Stefan Bolzman; como todos los

cuerpos a temperatura superior al cero absoluto, con una distribución enel espeótro que sigue la Ley de Planck y está afectada por lascaracterísticas de emisividad del material radiante.

— La radiación reflejada de la iluminación solar, afectada por las características de reflectividad del material.

El nivel de energía de la radiación emitida es muy superior al de la reflejadade la iluminación solar para longitudes de onda bajas, inferiores a 3,5 micrasy es dominante en el infrarrojo térmico, de 8 a 1 3 micras.

Cuando se utiliza una radiación provocada (radar) para obtener informaciónpor reflexión, evidentemente también afectada por las características dereflectividad del material, el sistema es de operación en todo tiempo. Estetipo de sistema es especialmente adecuado para la observación de zonascon cobertura de nubes persistente y evidentemente para observacionesnocturnas.

Los 2 tipos de sistemas, los que utilizan radiación natural y [os que utilizanradiación artificial se denominan respectivamente pasivo y activo.

En todos los casos se ha puesto de manifiesto la intervención decaracterísticas propias del material observado lo que constituye una basepara la discriminación de materiales.

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La radiación procedente de la superficie terrestre se recibe, después deatravesar la atmósfera, en sensores instalados a bordo del satélite. Esteproceso implica limitaciones, de carácter natural y de carácter técnico.

En primer lugar la radiación específica de un objeto tiene niveles de energíadependientes de la longitud de onda, de modo que hay intervalos de longitudde onda preferenciales para la observación.

La transmisión a través de la atmósfera implica un proceso de observaciónque limita los intervalos de longitud de onda que atraviesan la atmósfera,figura 1.

Los sensores tienen unos límites específicos de longitud de onda deoperación, de modo que también presentan limitaciones respecto a lainformación que pueden obtener. Los sensores miden la energía electromagnética radiada por la zona definida por el ángulo de campo instantáneo,que llega al sensor, es decir degradada por la atenuación debida a ladistancia y a la absorción atmosférica, en el intervalo del espectro desenSibilidad del detector.

La mayor limitación que presenta la atmósfera es la absorción de laradiación infrarroja, principalmente por las moléculas triatónicas H2Q, CO2 y03 y por los aerosoles en ciertos intervalos de longitud de onda.

Se hace notar que así como el vapor de agua y el dióxido de carbonoafectan también a las observaciones desde avión, el ozono no las afectadebido a que el avión vuela por debado de la capa de ozono (20-25 km), enla que se concentra este componente atmosférico.

Figura 1.—Longitudes de onda que atraviesan la atmósfera.

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La absorción atmosférica conduce a clasificar las bandas del espectroadecuadas para la Teledetección:— De 0,3 a 1 ,3 micras, comprende el intervalo visible (0,4-0,7 micras) y

parte del infrarrojo próximo, esta banda está afectada por la absorcióndel H2Q,

— De 1,5 a 1,8 micras.— De 2 a 2,4 micras.

En estas 3 primeras bandas la reflexión de la radiación solar es dominante.— De 3,5 a 4,2 micras, en esta banda de reflexión de la radiación solar y la

emisión terrestre son del mismo orden de magnitud.— 4,9 micras, banda muy estrecha y en consecuencia poco utilizada.— De 8 a 13 micras, banda del infrarrojo térmico, en esta banda que

presenta una zona de absorción importante alrededor de 9,6 micrasdebida al ozono, la radiación solar es despreciable.

Las características de reflectividad y emisividad son propias de cadamateria de modo que la radiación recibida caracteriza a esta materia yconstituye lo que se denomina la firma espectral, porque permite estableceruna correlación entre la radiación recibida y la materia de la que procede,procedimiento de gran valor para la identificación del tipo de materiaexistente en la zona observada.

Dispositivos y procedimientos utilizados

Los dispositivos utilizados para obténer la información del terreno sonsensores, constituidos por elementos detectores sensibles a la radiaciónprocedente del área observada (natural o provocada), que transforman estaradiación en impresión-de material fotográfico o en señales eléctricás segúnel tipo de detector utilizado.

La información recibida en el satélite se debe transmitir a tierra, donde seprocede a su explotación. La transmisión es radioeléctrica de modo que enel caso de obtención de fotografía se requiere una transformación previa dela imagen en señales eléctricas (excepcionalmente en algunos satélites dereconocimiento militar la transmisión se realiza enviando directamente atierra la película impresionada para evitar su degradación, utilizando unacápsula que reentra en la atmósfera y después desciende con paracaídassiendo recuperada en el aire por un avión).

La transmisión radioeléctrica requiere previamente un procesado de datos abordo mediante una operación de muestreo y codificación para constituir la

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señal de transmisión. La transmisión se puede realizar a ciertas estacionesde tierra, en cuyo caso es necesario grabar en cinta las señales para sutransmisión durante el paso sobre una estación, o bien se puede transmitira un satélite relé en órbita geoestacionaria (TDRSS), que a su vez hace latransmisión directamente a tierra o a través de otro satélite del Sistema.

El registro a bordo implica la utilización de un elemento, el registrador, queha demostrado ser el elemento menos fiable que interviene en el proceso.

En consecuencia, el proceso de adquisición de datos, es decir, hasta que losdatos llegan a manos del usuario comprende:— Recepción de datos en el sensor.— Muestreo y codificación a bordo.— Registro.— Transmisión a estación de tierra o a satélite.— Recepción en estación de tierra-registro-entrega al usuario.

Excepcionalmente se ha utilizado la transmisión en tiempo real en algúnsatélite de carácter experimental como el Hcmm (Heat Capacity MappingMission), cuyos datos se han recibido en la siguiente red de estaciones:Fairbanks, Goldstone, Greenbelt y Merrit Island en los Estados Unidos,Lannion (Francia), Orroral (Australia) y Madrid.

Con la fase identificada como entrega de datos al usuario se inicia otroproceso que se termina con la explotación de resultados.

Sensores

Los sensores son dispositivos sensibles a la radiación procedente de losobjetivos observados, esta radiación puede ser natural, que es la detectadapor los sensores pasivos, o provocada, por ejemplo con radar o láser, eneste caso los sensores de denominan activos.

A continuación se consideran los dos grupos de sensores.

Sensores pasivos

Los sensores pasivos son de dos tipos:— Película sensible (intervalo visible del espectro y parte del infrarrojo

próximo, hasta 0,9 micras).— Sensores electroópticos.

La película sensible es un tipo de sensor ampliamente utilizado en satélitesle reconocimiento militar, pero no se utiliza en los satélites civiles de

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Teledetección porque la película es un elemento consumible que limita lavida operativa del satélite.

Excepcionalmente se ha utilizado en misiones tripuladas, de corta duración(cámara métrica en Spacelab) o de larga duración como en misiones delSkaylab o de las naves tripuladas soviéticas, en las que la observaciónterrestre es una de las múltiples operaciones a realizar, y en las que elespacio disponible y la presencia humana facilitan el almacenamiento depelícula y la carga de la cámara.

La consideración de la película permite introducir el concepto de «resoluciónespacial», que caracteriza la actuación de los sensores y que correspondeal objeto más pequeño que puede.captar el sensor.

La resolución R depende de diversos factores y está dada por la expresión,para observación vertical:

R=—- P

Siendo H la altura de la observación, f la distancia focal del sistema y P ladimensión mínima del elemento de imagen en el plano focal.

Este elemento (pixel) en el caso de utilización de película fotográfica estádeterminado por la granulometría de la película, o lo que es equivalente, porel número de líneas por milímetro que se pueden grabar en la película. Sieste número es n, es:

yn fn

para un sistema fotográfico.

Las cámaras pueden ser monoespectrales, cuando registran el espectroglobal de sensibilidad de la película o multiespectral cuando registran el flujode radiación en bandas separadas. Este tipo de instrumento es de granutilidad, tanto para observaciones de reconocimiento militar como enTeledetección. Su realización práctica se consigue, o bien montando enparalelo diversas cámaras, con filtros adecuados a las longitudes de ondaseleccionadas, que observan la misma escena, o bien utilizando películascon capas de emulsiones diferentes, sensibles a bandas de longitudespecíficas, que reproducen una imagen del terreno en falso color.

Esta aplicación conduce a la definición de la «resolución espectral>) quecorresponde al ancho de banda del espectro registrado para cada longitudde onda, o cada canal, del instrumento.

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Los sensores electroópticos son dispositivos constituidos por un sistemaóptico que recibe los haces emitidos por los diferentes elementos de unaescena y los dirigen a detectores que transforman la energía recibida enseñal eléctrica, por efecto termoeléctrico o por efecto fotoeléctrico (en estecaso el detector requiere refrigeración).

Las magnitudes características de estos sensores son:— Detectividad específica, dada por:

0= ‘ s,/Adif

siendo:V: tensión cuando el detector recibe la potencia P.Vv: tensión en vacío.Ad: superficie sensible a la detección.f: banda pasante.

— Respuesta espectral, dada por la derivada:

R= dOdX

— Constante de tiempo, tiempo de integración mínimo necesario para unamedida fiable.

En este grupo de sensores se incluyen los siguientes:Cámaras de tubos de imágenes: el sistema óptico de la cámara filtra yenfoca la radiación recibida en un elemento sensible, como una capa defósforo, que conserva durante cierto tiempo la imagen impresionada y sehace un barrido electrónico de la imagen que genera una señal de video quememoriza la imagen.

Un ejemplo de este tipo de sensor es el RBV (Return Beam Vidicon) utilizadoen los primeros satélites Landsat.

Radiómetros. estos dispositivos miden la potencia de la radiación incidente,relativa o absoluta por comparación con la radiación de un cuerpo negrocalibrado.

Los radiómetros pueden ser mono o multiespectrales y de los dos tipos:— Radiómetros de medida global, que no producen imagen.

Los instrumentos típicos son los espectrómetros y los polarímetros.— Radiómetros de barrido (escáner), que producen imágenes (mono o

multiespectral).

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Son los instrumentos más utilizados en los satélites de Teledetección, envisible e infrarrojo.

El barrido se puede hacer del terreno o de la imagen formada por la ópticadel sensor.

En el MSS (Multiespectral Scanner) se hace una combinación de unmovimiento alternativo de rotación perpendicular a la traza del satélite y deldesplazamiento del satélite según su traza. La imagen se genera ptr lacomposición de las líneas barridas sucesivamente, figura 2.

En el caso del satélite Spot el barrido se debe al movimiento del satélite y seutilizan detectores yuxtapuestos perpendicularmente al desplazamiento, enun número muy elevado para observar la anchura del campo en el suelo,cada uno barre una línea en el suelo paralela a la traza, figura 3, p. 90.

Sistema óptico

por canal

Espejo de barrido

-Campo de visión

Oeste

Sur

Seis líneas de barridopor canal

Trazade la órbita

Figura 2.—El MSS.

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Figura 3.—Satélite Spot.

Sensores activos

El sensor activo más representativo es el radar, que presenta la ventajaoperativa de ser un sensor todo tiempo e independiza la operación .dél factoriluminación solar, que influye considerablemente en las imágenes fotográficas,así como de la influencia de las características variables de la atmósfera. Sinembargo, el radar en su concepción clásica presenta el grave inconvenientede que su resolución, para un equipoinstalado en un satélite, con la evidentelimitación dimensional de la antena, y a la gran distancia de la zonaobservada que impone la órbita, es inadecuada para la identificación de losobjetivos observados.

Es natural que tanto el reconocimiento militar como la Teledetección seinteresara por este tipo de sensor y desde los años 50 se inició el desarrollode equipos de avión con este fin, pero la deficiente resolución, incluso desdeavión, y por supuesto inaceptable para satélite, hizo desistir del empleo delradar convencional. Sin embargo el desarrollo posterior del radar deabertura sintética ha revolucionado esta aplicación y ha hecho posible suempleo en satélites.El principio de operación del radar embarcado es simple. Consideremos unmóvil (avión, satélite) que se desplaza a lo largo de una trayectoria rectilínea

Desplazamientodel satélite

Campo en el suelo

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a velocidad constante y (trayectoria asimilable a un segmento de órbita),figura 4.

Su antena de radar está instalada de modo que radía en la direcciónperpendicular al desplazamiento.

Este radar, de observación lateral se denomina SRL (Side Looking Radar)

La anchura del haz de la antena; de dimensión D es:

0=

Siendo X la longitud de onda de la radiación emitida y K un factor que varíaentre 0,9 y 1,3 y que, a efectos de simplicación se considera con valor 1.

La resolución transversal es:

= RO =

Figura 4.—Trayectoria asimilable a un segmento de órbita.

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Los valores que se obtienen para la resolución son inadmisibles parasatélites e incluso para el reconocimiento aéreo.

Por ejemplo, con los siguientes valores, aplicables a avión:

R=5.000m,- X=2cm, D=3mse obtiene: ó = 33 m.

La utilización de una antena similar en satélite conduciría al menos a unaresolución 30 veces mayor.

El concepto de antena de abertura sintética permite sin embargo obteneruna buena resolución con el radar embarcado.El principio en que se basa el radar de abertura sintética, SAR, consiste enutilizar el movimiento para generar la abertura de la antena «secuencialmente»,a diferencia de un dispositivo de elementos de antena convencional en quese hace «simultáneamente».

Aunque la tecnología del SAR es compleja, por el control de emisión yrecepción de ecos y especialmente por el proceso de tratamiento de laseñal, el fundamento se puedeexponer de un modo simple. Los puntosmarcados en la trayectoria, en la figura 4, p. 91, corresponden a lasposiciones de la antena en los instantes de emisión de cada impulso, losintervalos entre puntos tienen una amplitud ,

Siendo T el período de la emisión de impulsos y f la frecuencia.

Si el eco recibido en cada una de estas posiciones se almacena y si ungrupo de n impulsos recibidos se adicionan, el efecto será similar al de unaantena lineal de longitud igual a la distancia recorrida por el móvil durante laemisión de los n impulsos.

Este es el principio básico, que a continuación se desarrolla con unaexplicación sencilla.

Un punto p del terreno, representado por la líneas AB en la figura 5, envía uneco cuya amplitud depende de la reflectividad del terreno en dicho punto ycuya fase, respecto a la emisión, al llegar a la antena es:

2lrt2 24ir5T cT

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Se supone la antena fija y que el terreno se desplaza a velocidad V respectoa la antena, el punto genérico P ocupa las posiciones entre A y B.

El eco recibido en la antena corresponde a la radiación de una alineacióncontinua de longitud AB

Si se aplica un tratamiento de señal tal que las ondas que lleguen al receptorestén en fase, el efecto sería el mismo que si la radiación a lo largo de ABestuviera en fase, de modo que se aumenta la potencia del eco en cero,como si la alineación AB tuviera un diagrama de abertura.

AB

Recíprocamente si ahora se considera que la antena se desplaza avelocidad V, un punto del terreno P está iluminado durante un tiempo:

y en este tiempo la fase varía según la ley:

Si mediante un tratamiento adecuado de señal se consigue que la fase novaríe y la integración de las señales en el receptor es perfecta durante el

T (6)

Figura 5.—Principio básico.

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tiempo t1, el efecto es el mismo que el de una antena de longitud AB, deabertura:

s

de modo que se obtiene artificialmente una antena de longitud AB en elsatélite, aunque físicamente es una antena de dimensión D, que se desplazaa lo largo de su trayectoria en un tiempo t.

Siendo en primera aproximación:

AB = R O = R

la abertura de la antena sintética es:_ AB — R

y la resolución o poder separados es:

= RO = O

de modo que se llega a las conclusiones de que la resolución esindependiente de la distancia R y de que cuando menor sea la antena mejores la resolución, si bien es un resultado• teórico que implica que laintegración y la conservación de las fases sea perfecta.

Este resultado, obtenido con una aproximación simple, adecuada paracomprender el principio de la antena de abertura sintética se puedeperfeccionar, como se expone a continuación.

El desfase ¿5 equivale a un efectos Doppler correspondiente a la

velocidad radial, figura. 5, p. 93

VR(P)=Vsen€—V

y en consecuencia a una frecuencia Doppler

1c V€ VEId—21 —a— 2T

y siendo:

R

y PP0 = y t, tomando como origen de tiempo el instante en que el puntogenérico P está en P0.

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Resulta:

fd=2 VVt_2VAR XR

La fase del eco varía en:

O=fwdt=f27rfddt=2T V2t2 2ir

En la antena de abertura sintética se trata de comprimir artificialmente elhaz, es decir, de conseguir una reducción aparente de O basándose enesta variación de fase.

Aplicando la corrección O a cada elemento de la antena sintética, todoslos ecos recibidos están en fase a la salida del receptor. Se dice entoncesque la antena está enfocada a la distancia R. Todas las señales de AB sereciben desde P0.

Por analogía óptica se puede decir que P0 es el foco de la ábertura radiantede longitud AB.

Las señales están en fase sobre la longitud:

AB= RX

y se anulan en las direcciones OA y OB que son las direcciones de los cerosdel diagrama, en consecuencia la anchura del haz (3db) del diagrama de laantena equivalente es la mitad de AB, que corresponde a una antena dedimensión doble:

o— 2RXOy la abertura (3db) del diagrama equivalente es:

o— A_ODS2Ry en consecuencia el poder separador es:

es decir, la mitad del obtenido con el desarrollo simplificado.

APLICACIONES DEL RADAR

La utilización del radar embarcado en satélite con fines militares es aún muylimitada y por supuesto poco conocida por el secreto en que se mantienenestas actividades. El conocimiento público de la utilización del radar en los

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satélites soviéticos de vigilancia naval, RORSAT, se debe a los accidentesque se han producido y que han puesto en peligro a gran parte de lahumanidad. No sólo no se ha podido ocultar el riesgo, sino que ha motivadoamplias discusiones sobre la utilización de la energía nuclear en el Espacioen las Naciones Unidas, por lo que ha sido objeto de amplia difusión.

Sin embargo, el sector civil del Espacio, sin la servidumbre del secreto, hahecho amplio uso del radar, en particular como fuente de obtención de datosde Planetología y la Teledetección ha iniciado también su utilización.

Europa se ha interesado por la aplicación del radar y el primer satélite deteledetección de carácter comunitario europeo ESA, el satélite Ers 1, estáequipado con SAR y su misión es oceanográfica.

Cuadro 1.—Sistemas de radares usados en Europa.

Sistemas de radares Plataformas Longitud de ondas Polarización

SEASAT Satéllite(800 km)

L-banda HH

SIR-A Space Shuttle(225 km)

L-banda HH

SIR-B Space Shuttle(225 km)

L-banda HH

SAR 580 Convair aircraft(7.000 km)

L-C-&X-bandas

HH, VV, HV

VARAN-S Bi 7 aircraft X-banda HH, VV(AGRISAR) (7 km)

Ángulo de incidencia Anchura de barrido Fecha de operación Dato de archivo

23° 100 km Junio-octubre 1978 Earthnet50° 50 km Noviembre 1 981 NOAA SDS-D15°-55° 10-50km Octubre 1984 JPL25°-65° 7 km Junio-julio 1 981 Earthnet25°-65° 10 km Mayo-agosto 1986 Earthnet

Evidentemente el desarrollo y la operación de este equipo constituirá unaexcelente experiencia para el desarrollo del equipo militar requerido en unsatélite de reconocimiento que, como es de esperar equipará a unageneración posterior del Sistema HELIOS.

Así se dará satisfacción a los países europeos de climatología adversa,particularmente a Alemania, y se cumplirá el requerimiento militar de todotiempo.

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Los usuarios europeos han tenido acceso a los datos del SAR, tanto deavión como de satélite, lo que ha constituido una excelente preparación parala utilización del SAR del satélite Ers 1.

En cuadro 1 se relacionan los tipos de radar, aéreo y espacial, que se hanutilizado en Europa.

Satélites y órbitas

La actividad espacial de Teledetección ha sido iniciada por la NASA con ellanzamiento del satélite Erts 1 (que posetriormente se denomina Landsat 1)en el año 1 972. Desde entonces se han puesto en órbita numerosossatélites de aplicación específica a la Teledetección por diversos países,Estados Unidos, Unión Soviética, Francia, Japón, China, India; la AgenciaEspacial Europea (ESA) ha desarrollado su primer satélite de Teledetección,Ers 1 cuya inyección en órbita se ha previsto en el año 1 990, y Canadá yBrasil también desarrollan programas con esta finalidad.

Esta amplia actividad demuestra el interés de la comunidad de usuarios, deespectro muy amplio, en la explotación de los datos de Teledetección.

Se hace notar que en general todos los sistemas espaciales que hacenobservaciones de la Tierra, incluida la atmósfera, se suelen agrupar bajo elconcepto muy amplio de observación de la Tierra, comprendiendo aplicaciones específicas diversas como Meteorología, Climatología, Geodesia,Geodinámica, Teledetección, Oceanografía, etc. También ocurre quealgunos satélites hacen observaciones para diversas aplicaciones. Estasituación conduce a cierto confusionismo cuando se trata de agrupar lossatélites dedicados a una aplicación, como es la Teledetección.

Incluso en las naves tripuladas, como Skylab y Spacelab y por supuesto enlas estaciones tripuladas soviéticas se han realizado observaciones típicasde Teledetección, por ejemplo utilización de cámara métrica en Spacelab,dentro de programas extensos de experimentación y observaciones.

Aunque la actividad de Teledetección se inició con carácter experimental, eléxito obtenido en la comunidad de usuarios y su interés en la adquisición dedatos ha conducido a la idea de la comercialización. En Francia el ProgramaSPOT se ha desarrollado con esta idea y se ha constituido la sociedadSPOT-lmage para el suministro de los.datos con carácter comercial.En los Estados Unidos, que había iniciado la comercialización de losproductos con cierta cautela, es decir con precios políticos, se ha tratado deseguir el mismo procedimiento. Con la Land Remote Sensing Comercialization

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Act de 1 984 se ha iniciado la transferencia de las actividades comercialesde teledetección al sector privado, asumido por la sociedad EOSAT (EarthObservation Satellite Company), con subvención gubernamental limitada.

Esta actividad comercial no excluye la actividad experimental, de modo quelos Sistemas de Teledetección también se pueden clasificar en dos grandesgrupos, operacionales y experimentales.

ÓrbitasLa definición de las órbitas de los satélites de Teledetección resulta decaracterísticas generales como: la cobertura global, que conduce a órbitaspolares; la resolución, que conduce a limitar superiormente la altitud; la vidadel satélite que conduce a limitar inferiormente la altitud; la iluminaciónsolar, a efectos del sistema de alimentación basado en paneles solares y deunas características típicas de esta aplicación, como son la incidencia de lailuminación solar de la zona observada, la repetitividad de las observaciones,es decir, el intervalo de tiempo entre observaciones del mismo lugar,elemento importante para vigilar la evolución de cualquier proceso y porúltimo el tiempo necesario para la cobertura global. Estas característicasesenciales en la Teledetección se consideran a continuación.

INCIDENCIA DE LA ILUMINACIÓN SOLARUno de los factores más importantes para la interpretación de las imágeneses la incidencia de la radiación solar, de modo que la vigilancia de unproceso realizada con imágenes sucesivas se facilita considerablemente silas imágenes se obtienen con la misma incidencia de la iluminación solar.

En consecuencia tiene gran interés la obtención de imágenes de cada zonaa la misma hora local. Esta condición se cumple si se consigue que el planoorbital gire a la misma velocidad angular que el Sol en su movimientoaparente alrededor de la Tierra, es decir aproximadamente 1 grado/día. Esteefecto se consigue utilizando una perturbación orbital natural, debida a lafalta de esfericidad de la Tierra y en consecuencia a la mayor concentraciónde masa en el Ecuador, cuya atracción gravitatoria produce una perturbación,denominada regresión de la línea de nodos, que consiste en el giro de estalínea, en sentido contrario al desplazamiento del satélite y en consecuenciaa la precesión del plano orbital.

Este efecto depende de algunos parámetros de la órbita y se puedecuantificar mediante la expresión que da la velocidad de rotación:

___= — ÷ J2 (R )2Vf cos ¡

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siendo:-: longitud del modo ascendente.J2: coeficiente del segundo término del desarrollo en serie del potencial

terrestre.R: radio ecuatorial de la Tierra.fJ. parámetro de la órbita.

= GM: G: constante de gravitación universal.M: masa de la Tierra.

a: semieje mayor de la órbita.¡. inclinación de la órbita.

COBERTURA Y REPETITIVIDAD

Debido á la rotación de la Tierra, un satélite, después de haber descrito unaórbita completa, se encuentra en una vertical local terrestre, distinta a la delpunto inicial.

Si el período del satélite en T(horas), mientras el satélite describe la órbita,la Tierra ha girado el ángulo 2irT/24, de modo que el punto suborbitalcorrespondiente a un punto situado al oeste del inicial. Para que se produzcauna nueva coincidencia al cabo de n días, es necesario que el número deórbitas descritas 24w/T sea un número entero, correspondiente al númerode rotaciones de la Tierra.

La repetitividad de las observaciones tiene interés para estudiar la evoluciónde cualquier proceso, sin embargo esta vigilancia frecuente no requiere elsobrevuelo puntual puesto que los satélites tienen capacidad para obtenerimágenes oblicuas.

Tiene gran interés la determinación del tiempo necesario para conseguiruna cobertura completa de la Tierra. Considerando que las órbitassucesivas sobrevuelan la Tierra con una separación tanto mayor cuantomenor es la latitud, la cobertura del Ecuador es determinante. El tiemponecesario para la cobertura depende de la anchura de la banda de terrenode la que se obtiene la imagen, que a su vez depende de la altitud de laórbita y de la abertura óptica del sensor. Para órbitas circulares entre 500y 1 .500 km, cuyo período está entre 1,5 y 2 horas las trazas sucesivassobre el Ecuador se encuentran a distancias en 2.500 y 3.333 kmrespectivamente (considerando el perímetro ecuatorial de 40.000 km).Evidentemente se requerirían sensores con unas aberturas considerablespara la cobertura del Ecuador en órbitas sucesivas.

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Generalmente se adopta para el período un valor de la forma:

E+—

siendo E un número entero y una fracción irreducible.

El satélite pasará por los mismos puntos después de describir:24n = P + nE órbitas

y la. separación en distancia entre pasos sucesivos en el Ecuador será de(supuesta la longitud del Ecuador de 40.000 km):

40.000 kmP+nE

esta distancia se puede fijar de conformidad con el campo de observaciónde los sensores, a fin de determinar la longitud ecuatorial a cubrir en cadapaso.A efectos de determinar el tiempo requerido para la cobertura completa hayque tomar en consideración la capacidad de los satélites de obtención deimágenes oblicuas.SatélitesEl interés de la Teledetección ha tenido como consecuencia la inyección enórbita de numerosos satélites, algunos de carácter experimental (Hcmm,Nimbus 7, Seasat) y otros de carácter operacional que aseguran un servicio,iniciado con los satélites Landsat y complementado posteriormente con lossatélites Spot.A continuación se relacionan las actividades de Teledetección de algunospaíses y de la ESA y se describen brevemente las características de algunossatélites.

ESTADOS UNIDOS

NASA ha iniciado esta actividad en el año 1 972 con la inyección en órbitadel satélite Erts 1 (Earth. Resources Technology Satellite) que, visto elexcelente resultado de su operación y de la acogida de la comunidad deusuarios, se convertiría en el primer satélite del Sistema LANDSAT operacional.

La serie Landsat, con progresivos perfeccionamientos de los sensores se hacontinuado hasta el satélite Landsat 5, con el suministro de sus productoscon carácter comercial.

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En el año 1 985 se ha producido la transferencia de esta actividad al sectorprivado, mediante la firma de un contrato entre el Departamento deComercio y la empresa EOSAT (Earth Observa tion Satellite Company).

En este contrato de 1 0 años de duración EOSAT asume la comercializaciónde los productos Landsat el control de ¡os satélites Landsat 4 y 5 y el diseño,fabricación, lanzamiento y operación de los satélites Landsat 6 y siguientes.

El satélite Landsat 6 estará equipado con un sensor avanzado, ETM(Enhanced Thematic Mapper), que asegurará la continuidad de datos en las7 bandas de TM (Thematic Mapper), utilizado en la generación anterior, yuna capacidad pancromática con 15 m de resolución.

LANDSA TEn las sucesivas generaciones de los satélites Landsat se han perfeccionadolos sensores y en consecuencia la resolución, pasando de 80 m del MSS(Multispectral Scanner) de Landsat 1 y 2 a 30 m del TM del Landsat 4,del Landsat 4, esperando que se alcancen los 1 5 m en el Landsat 6.

Por su interés como precursor de esta actividad se presentan lascaracterísticas principales del satélite.

LANDSAT 1Configuración: fígura 6, se trata de una versión modificada del satélitemetereológico Nimbus:Masa total: 949 kg.Dimensiones: 3 m de altura, 1,5 m de diámetro en la base y 4 m de anchocon los paneles extendidos.Plata forma: el satélite consta de 3 elementos básicos: un anillo, portador delos sensores que constituye la base del satélite, dos paneles solares y unasección de control unida al anillo por tubos.Instrumentos: un MSS (Multispectral Radiometric Scanner) de 4 canales, 2visibles (0,5-0,6; 0,6-0,7 micras) y 2 infrarrojos (0,7-0,8; 0,8-1 ,1 micras), trescámaras RBV (Return Beam Vidicon) independientes que operan simultáneamente en regiones espectrales diferentes cubriendo el intervalo de 0,48a 0,83 micras, para la obtención de imágenes de alta resolución en blancoy negro de TV.Órbita: circular, heliosíncrona a 920 m de altitud, 99 grados de inclinación yperíodo de 103 minutos (1.4 revoluciones por día). Al cabo de 18 días la trazase cierra de modo que cada 18 días sobrevuela la misma zona en lasmismas condiciones de geometría y hora.

—101—

—z

FRA NOlA

Antena de banda S

Basándose en la experiencia americana en operación y comercialización delos satélites de Teledetección, Francia ha iniciado as actividades con unafinalidad comercial con la serie de satélites Spot. A este fin ha constituido lafirma SPOT-lmage que comercializa los productos.

Y Antena de telemando

Panel solar

+x

Dirección orbital

cámaras vidicon

—Y

Antenas debanda ancha

Figura 6.—Satélite Landsat,

Sensor de medidade posición

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El rimer satélite Spot 1 se inyectó en órbita en el año 1 985, el Spot 2 en elaño 1 988 y se han previsto las inyecciones del Spot 3 y 4 en el año 1 991 y1 994 respectivamente de modo que se asegura un servicio continuado.

Se hace notar que Francia, siguiendo las normas de la ESA ofreció laeuropeización del Proyecto SPOT a la Agencia, pero el ofrecimiento fuerechazado por las posturas de algunos países de climatología adversa queconsideraban que un instrumento óptico e infrarrojo les daría pocainformación debido a la presencia de nubes, requiriendo en consecuenciaun satélite con instrumentación de microondas.

Las consecuencias han sido que:— Francia asumiera a su cargo el desarrollo de la serie SPOT.— ESA aprobara el desarrollo de un programa de satélites de Teledetección

ERS equipados con instrumentación de microondas.

Francia ha sacado partido de su iniciativa. La plataforma SPOT se haadoptado por ESA para la serie ERS, la misma plataforma (de Spot 4) seutiliza para el satélite militar de reconocimiento Helios (proyecto francés conla cooperación de Italia y España) y finalmente Francia ha presentado estaplataforma básica, aumentada, como candidato a la plataforma polar delprograma europeo de estación espacial Columbus y ha conseguido suaceptación.

Figura 7.—Satélite Spot.

Panel solar

¿

Instrumentos

Vector

de velocidad

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SPOT1

Configuración. figura 7.

Masa total. 1 .750 kg.

bimensiones: 2 X 2 X 3,5 m el cuerpo del satélite y 1 5,60 m longitud delpanel solar desplegado.

Plataforma: integra los siguientes subsistemas: controí preciso de la órbita,estabilización entre ejes, alimentaçión eléctrica, telemedida, telemando yprogramación de operación de carga útil mediante computador a bordo conmemoria que se carga desde la estación de control en tierra.

Instrumentos: 2 instrumentos idénticos HRV (High Resolution Visible) queoperan en 2 modos, en visible e infrarrojo. Modo pancromático (blanco ynegro), corresponde a la observación en una banda espectral ancha,resolución: 1 0 rn. Modo multiespectral (color), corresponde a la observaciónen tres bandas espectrales estrechas, resolución: 20 m.

Órbita: circular, heliosíncrona, a 832 km de altitud, inclinación 98,7 grados,período de 1 00,1 minutos, el tiempo solar local en el cruce del Ecuador, deNorte a Sur (modo descendente) es 10,30 horas.

AGENCIA ESPACIAL EUROPEA (ESA)

Ha iniciado su actividad en Teledetección promocionando la utilización delos datos de los satélites de Teledetección americaños obtenidos en una redeuropea de estaciones (Earthnet), constituida por las estaciones de Fucino(Italia), Kiruna (Suecia), Lannion (Francia), Oaklanger (Gran Bretaña) yMaspalomas (España) y facilitando la distribución de los productos a travésde Puntos de Contacto Nacionales (NPOC) establecidos en cada país. (EnEspaña el NPOC es el INTA).

Con objetivos de familiarizar a los usuarios europeos con los datos SAR, ESAha contratado la realización de una campaña en Europa de un avióncanadiense equipado con SAR.

El programa de desarrollo de satélites se ha iniciado con el satélite Ers 1,orientado principalmente a la observación del océano polar y vigilancia dehielo, cuya inyección en órbita está prevista a finales del año 1 990.

Como continuación a esta primera misión oceanográfica se ha aprobado eldesarrollo del satélite Ers 2

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Figura 8.—Satélite Frs 1

ERS 1

Configuración. figura 8.

Masa tota!. 2.400 kg

Longitud tota!: 11,8 m

Panel so!ar:11,7 mX 2,4 m

Antena SAR: 10,0 mX 1,0 m

Antenas del dispersómetro: anterior! posterior: 3,6Central: 2,3 m X 0,35 m

mXO,25m

Antena del medidorde circuito

Antena SAR•

Antena

del radarCarga eléctricamódulo

Plataforma

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Plataforma: basada en la plataforma Spot, estabilizada en 3 ejes, potencia:1,8 Kw después de 2 años.

Instrumentos: AMI (Active Microware lnstrument), que opera de 3 modosdiferentes: modo imagen SAR (Sythetic Aperture Radar), imágenes delocéano, casquetes polares y terreno, modo ola SAR, muestreo global delespectro de olas, modo dispersómetro de viento, para obtención de lavelocidad vectorial del viento, altímetro radar, permite medir la altura de lasolas, la velocidad del viento, la elevación de la superficie marina ydeterminar la topografía de la superficie de hielo, tipos de hielos y contornosmar/hielo, ATAS (Along-Track Scanning Radiometer), para medidas de lastemperaturas de la superficie marina y de la capa superior de nubes y elcontenido total de agua en la atmósfera, PRARE (Precise Range and Han geRate Equipment), para medida de distancia satélite-superficie terrestre conprecisión centimétrica y de su variación, retroref lector láser, para medida dedistancia del satélite a estaciones terrenas.

Órbita: circular heliosíncrona, a 785 km de altitud, inclinación de 98,5 grados,período de 1 00,465 minutos, el tiempo solar local en el cruce del Ecuador, deNorte a Sur (modo descendente) es 10,30 horas. Con esta órbita dereferencia el satélite tiene un ciclo de repetitividad de 3 días. El satélite tienecapacidad para modificar su altitud, por conveniencia de observación se haprevisto modificar el ciclo que será de 3 días (inicial), 35 días (mayortiempode operación) y 1 76 días (final de la misión).

Segmento de tierra. la red .de estaciones para a adquisición de datos serámuy extensa, las estaciones principales son: Kiruna (Suecia), Fucino (Italia),Gatineau (Canadá) y Maspalomas (España), pero se ha previsto lautilización de gran número de estaciones como muestra la figura 9.

JAPÓN

Ha iniciado sus actividades con el satélite Mos 1 inyectado en órbota el mesde febrero del año 1 987. Este satélite está equipado con 3 instrumentos, unradiómetro multiespectral, un radiómetro para el visible y el infrarrojo térmicoy un radiómetro de microondas.

Se ha previsto la continuación de la misión con un satélite Mos 2 en elañó 1990.

Estaemisión se complementará con otro satélite, J-Ers 1, equipado con SARen banda L e instrumentación para visible é infrarrojo próximo.

- — 107 —

Aplicaciones

Las aplicaciones de la Teledetección son muy numerosas, inicialmente laorientación de estas actividades estaba dirigida a la observación derecursos naturales y especialmente al descubrimiento de recursos nodetectables en tierra o desde avión.

Por esta razón los primeros satélites se denominan Erts (Earth ResourcesTechnology Satellite). Posteriormente se han identificado otras aplicacionescomo la Cartografía, la evaluación de catástrofes, la utilización del terreno, laArqueología, etc.

También se hace notar el gran interés de la Defensa en los datos obtenidospor satélites civiles. Este aspecto, dada su importancia militar, se consideraen el punto siguiente.

El espectro de aplicaciones es de gran amplitud, por lo que, a modo deejemplo, sólo se exponen algunas aplicaciones típicas.

Agricultura

Uno de los objetivos iniciales de la Teledetección es la identificación decultivos. La información obtenida desde el satélite debería permitir no sóloconocer las especies, la extensión y situación de los cultivos, sino incluso suestado sanitario, puesto que las plantas enfermas tienen una reflectividaddiferentes a la de las plantas sanas.

En consecuencia se puede considerar el satélite como un instrumentoeficaz para la predicción de cosechas y estadísticas de producción, asícomo para la detección de plagas, lo que permitiría tomar medidas contralas plagas desde que se han detectado los primeros indicios.

Sin embargo, la correlación entre las especies y las respuestas espectralesconstituye aún un problema no plenamente resuelto a efectos de identificaciónde vegetales, debido a que todas las plantas contienen clorofila, por lo quesus características espectrales son muy semejantes.

En consecuencia es necesario complementar la información obtenidadesde el satélite con otras complementarias y específicas de cada especie,como el ciclo de plántación y crecimiento relativo a la estación.

Un dato de gran interés en Agricultura es la cantidad de humedad en elterreno. Los sensores pasivos no son adecuados para esta determinación,pero los sensores de microondas permiten obtener el índice de humedad enla superficie y en un pequeño espesor.

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También se puede obtener un conocimiento del grado de humedad por unprocedimiento indirecto, considerando que el suelo húmedo. mantiene mayorcantidad de calor que el suelo seco, por lo que las observaciones desdesatélite, de la temperatura de día y de noche dan una indicación del gradode humedad.

Geología e investigación minera

La Teledetección es una herramienta de gran utilidad para la investigacióngeológica y minera.

A partir de las imágenes obtenidas desde el Espacio se puede determinar lacontinuidad de las alineaciones geológicas en zonas de aspecto superficialmuy diverso representado por la vegetación, la hidrología, las fallas yfracturas, etc. Cada uno de estos signos que aparece en la superficcierefleja un elemento estructural generalmente prof undo.

La utilización sistemática de las imágenes ha permitido descubrir numerosasalineaciones, la interpretación de estos fenómenos y su correlación conposibles yacimientos minerales es objeto de un trabajo especificado degeólogos.

También se han encontrado estructuras circulares, que antes no seconocían, en muchos casos asociados a yacimientos minerales (estaño,wolfranio, antimonio, uranio, etc).

Además de a información geológica que se puede obtener las imágenes porfotointerpretación, tiene interés la utilización de bandas espectrales fuera delintervalo visible, en las que se obtienen firmas espectrales que se puedencorrelacionar con características mineralógicas, que afectan a la emisividady a la reflectividad. Por ejemplo, un filón mineral que está rodeado de roca yno hay una cobertura vegetal que pueda enmascarar, da una respuestaespectral diferente a la de la roca, con bandas de absorción características,lo que permite detectar su existencia.

Cuando existe vegetación también se pueden obtener indicios útiles deexistencia de minerales, porque estos ejercen una influencia sobre lavegetación alternando sus características de deflectancia, e inclusoprovocando la desaparición de especies que existen en el entorno (como seha podido identificar en yacimientos de uranio). En consecuencia el análisisdetallado de las imágeres permite llegar a. conclusiones sobre la posibleexistencia de yacimientos, que evidentemente es necesario verificar en elterreno.

— 109 —.

Se hace notar que los registros en el infrarrojo térmico también son deutilidad porque la inercia térmica, producto de la conductividad, de ladensidad y de la capacidad calorífica, permite discriminar zonas concaracterísticas diferentes del subsuelo que se pueden asociar a yacimientos

Las observaciones de carácter geológico son también de gran interés parael estudio de terrenos para la instalación de centrales nucleares y presas,porque permite detectar los fallos estructurales del terreno.

Mapas topográficos

Los mapas topográficos se requieren para actividades asociadas aldesarrollo de los países, para el trazado de carreteras, de líneas férreas yeléctricas, de canalización de agua y gas, para elegir emplazamientos deaeropuertos, de fábricas, de centrales energéticas, etc.

En los países desarrollados se dispone de una cartografía realizada, a lolargo de muchos años, por métodos convencionales, al menos a escala1:50.000. Sin embargo en África y América del Sur hay regiones con unacartografía muy deficiente (1:1 00.000), en las que la información orográficadel terreno se imita a las grandes montañas.

El método utilizado tradicionalmente, la triangulación, basada en lasobservaciones con teodolito, requiere un esfuerzo y un tiempo considerable.Después de la Primera Guerra Mundial se ha utilizado la Fotogrametría,basada en la utilización de imágenes estereoscópicas, lo que ha permitidoreducir el tiempo de trazado de mapas en un factor de 1 0.

Los satélites han permitido avanzar en eficacia y reducir aún a la mitad eltiempo requerido para esta operación.

Los satélites Spot 1 y 2 proporcionaron imágenes estereoscópicas, deaplicación al trazado de mapas topográficos.

Aunque estos han sido los primeros satélites de Teledetección en los que seha previsto esta capacidad, su interés se ha demostrado plenamente, enconsecuencia otros satélites de Teledetección posteriores se equiparantambién para la obtención de imágenes estereoscópicas para la aplicacióntopográfica.

Utiliza ción del terreno

La aplicación de la utilización del terreno es de gran importancia en laactualidad, debido a que la evolución social requiere terreno para diversasactividades.

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El crecimiento de población tiene como consecuencia una demandacreciente de producción alimenticia, de transporte, de urbanización, etc., esdecir, de actividades que requieren terreno, al mismo tiempo se producencambios en la utilización del terreno como transformación de bosque enterreno agrícola y de terreno agrícola en terreno urbano.

Esta evolución requiere una planificación y control del uso del terreno, acuyo fin es necesario disponer de una buena información del territorio y delas características del terreno, para asignarle la utilización más adecuada.

Los satélites de Teledetección suministran esta información que facilita laplanificación del uso del terreno y por su característica de repetitividadpermiten vigilar el desarrollo de actividades y detectar actividades noadecuadas e incluso ilegales.

Pesca

La observación de la superficie marina permite obtener datos que son degran valor para determinar la posible existencia de bancos de pesca, comoa temperatura de la superficie y el color del agua.

Las distintas especies de peces seencuentran prefrentemente en zonasmarítimas con un intervalo de temperatura relativamente estrecho, de modoque se puede establecer una correlación entre especies y temperaturas delagua. En consecuencia una observación de la temperatura permiteidentificar indicios de la posible existencia de bancos de pesca de lasdiversas especies.

Por ejemplo se ha podido identificar que los túnidos, una especie de altovalor comercial, abunda sólo en las zonas en las que existen corrientesverticales ascendentes que arrastran nutrientes desde el fondo marino y quese identifican por la temperatura más fría del agua ascendente.

El color del océano también es un dato de gran utilidad porque da unainformación sobre la distribución de nutrientes y de la vida microscópica y.en consecuencia sobre la posible existencia de bancos de pesca.

El sensor típico para la determinación de color es el CZCS (Coastai ZoneCo/our Scanner). Este sensor, desarrollado para el satélite Nimbus 7 deNASA, tiene como finalidad la determinación de la cantidad de clorofila en elagua, a partir de la intensidad de reflexión de azul, verde y rojo. La reducciónde datos requiere un proceso por computador, a partir de los resultados sepuede obtener una buena estimación de la productividad marina.

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Observación de hielo

La formación de hielo y la detección de icebergs y su desplazamiento serealiza con satélite de Teledetección, utilizando sensores pasivos y demicroondas.

El seguimiento de los icebergs es especialmente importante por los riesgospara la navegación, aunque se pueden observar con alta resolución en elintervalo visible, generalmente se encuentran en zonas de frecuentecobertura de nubes, por lo que es necesario utilizar sensores de microondasde peor resolución.

Observación de olas

El interés de la observación de olas tiene la doble vertiente de laOceanografía y la Navegación. La altura de las olas se determina consensores de microondas, a partir de la dispersión de las ondas producidaspor las olas.

Se ha verificado que las medidas con satélites son de mayor precisión que.las obtenidas con boyas e incluso que las estimadas desde barcos in situ.

Detección de petróleo en el mar

El vertido de petróleo debido a accidentes sufridos por petroleros y en menormedida debido a procesos de limpieza de tanques en alta mar es un motivode contaminación marina de efectos muy perjudiciales.

La diferencia de reflectividad del crudo y del agua permite vigilar desdesatélite la formación y la evolución, de las manchas de petróleo.

Interés para la Defensa

LaDefensa tiene gran interés en la observación, que es una operación típicamilitar, el reconocimiento. Tradicionalmente esta operación se realiza conaviones, pero el riesgo que implica el sobrevuelo de una zona hostil, inclusoen tiempo de paz —y un buen ejemplo ha sido la interceptación de un aviónamericano U-2 por un misil soviético en el año 1 960— justifica claramenteel empleo de satélites.

Las dos grandes potencias, los Estados Unidos y la Unión Soviética, handesarrollado satélites para esta aplicación y su operación permanente hasido decisiva para los Acuerdos de Limitación de Arsenal Estratégico(SALT).

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Estos satélites, típicamente militares, no se consideran e,n este trabajo.

Las Defensas de las potencias y en particular las Defensas de otros paísesque no tienen acceso a la información de los satélites militares o la tienen,en menor medida que la requerida, a través de acuerdos militares, puedenobtener información de interés militar a partir de los datos, de caráctercomercial, de los satélites de Teledetección civil.

La utilización de estos satélites, diferenciados esencialmente de los militarespor la resolución de sus sensores, tiene tanto interés que, incluso la Defensade los Estados Unidos, a pesar de disponer de satélites de reconocimientode muy alta resolución, es un usuario importante de datos civiles (Landsat,Spot).

La Defensa japonesa utiliza los datos de Landsat para vigilar lasactividadesde las fuerzas estratégicas soviéticas en el Este de Siberia, por ejemplo lasbases aéreas, que están modificando para su utilización por el avión debombardeo TU-22M (Back fire), y en las aguas japonesas costeras.

Para el procesado al parecer los japoneses cuentan con la asistencia del1 01 Batallon de Vigilancia del Ejercito americano «para mantener vigilanciapermanente e inteligencia militar sobre aguas territoriales>) probablementepara operaciones de guerra antisubmarina

Japón dispone de una estación de recepción Landsat en Tokio, establecidamediante un MOU entré los Gobiernos japonés y americano, la ¡nf ormációnobtenida directamente se prócesa erilJapón.

Japón desarrolla una actividad propiaensistemas espaciales de Telédetección. Ha desarrollado el Sistema MOS de observación oceanográfica ydesarrolla el satélite Ers 1 con sensor óptico y un SAR con 18 m deresolución. El procesado de datos de este satélite lo realizará la AgenciaJaponesa de Teledetección (RESTEC).

Se pueden presentar numerosos ejemplos de obtención de. información deinterés militar a partir de los datos, de acceso público, de los satélites deTeledetección.

Una primera información de alto valor estratégico es el conocimiento de lasituación de las cosechas de un enemigo potencial, se puede conocer lasituación respecto a la recogida e incluso el nivel de sanidad de lascosechas puesto que la respuesta espectral de las plantas sanas esdiferente de la de las plantas enfermas. Estos datos pueden ser determinantespara elegir el momento más adecuado para iniciar una agresión.

— 113. —

Como ejemplos típicos se mencionan los siguientes:

1) Con la resolución de 30 m se puede conocer la configuración general deuna base aérea, la disposición de las pistas y edificios y vigilar elprogreso durante su construcción.

2) El satélite Spot ha revelado algunos datos de interés sobre los sovÍéticoscomo:

— ConstrUcción de una pista de 5,5 km de longitud para el aterrizaje delShuttle soviético, Buran, en el norte del cosmódromo de Baikomour.

— Obtención de imágenes de las instalaciones navales, aéreas y dealmacenamiento de armamento nuclear en Murmausk y Severomosk.

— Obtención de imágenes de radar de alerta avanzada de Pechora, queponen de manifiesto qué los soviéticos utilizan antenas separadas paratransmisión y recepción, a diferencia de los americanos que utilizan unaúnica antena para la doble función en sus grandes radares de alertaavanzada.

3) Las imágenes del Landsat4 han revelado una oeracin area soviétiasobre el casquete polar artico que se ha interpretado como observacionde ensayos sovieticos de lanzamiento de misiles desde sbmarinos bajoel hielo, eludiendo las posibilidades de detección del suniarino.

4) Algunos accidentes de caracter catastrofico naturales o debidos a fallosde instalaciones pueden tener efectos de valor estrategico por eldebilitamiento del potencial, deseñso de producción, destrucciÓn dereservs, etc. Un caso típico es:el desastre de la central nuclear deChernobil. Los satélites de Teledetección Spot y Landsat obtuvieronimágenes del reactorardiendo, de la evolución del accidente y de lasmedidas adoptadas.

5). El Radar de Abertura Sintética (SAR) permite la detección de buques ydel análisis de la estela se puede obtener una información sobre el tipode buque. El satélite de Teledetección de Nasa,. Seasat 1, equipado conSAR, de misión oceanográfica, estuvo sometido durante cierto tiempo ala reserva, del Departamento de Defensa, que antes de autorizar ellanzamiento quiso verificarsu posible utilización para detectar estelas desubmarinos.

Finalmente se dio la autorización y en los 3 meses de vida del satélite se haobtenido una excelente información oceanográfica y terrestre.

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Aspectos políticos y de seguridad nacional

Mientras se ha promocionado ampliamente la utilización de los datos deTeledetección hasta el extremo de constituir una colectividad de usuariosque hiciera posible el planteamiento óomercial de las actividades deTeledetección (SPOT-lmage, EOSAT), se ha producido en los sistemasciviles una evólución progresiva en la resolución de las imágenes,acercándose al nivel de la resolución de los sistemas militares que hamotivado la preocupación en el sector de la Defensa de los Estados Unidos,de que una información de interés militar, que afecta a la seguridad nacional,pudiera tener carácter público, sin restricciones de acceso.

Esta preocupación ha motivado una intervención gubernamental en losEstados Unidos, en el año 1987 el Departamento de Comercio promulgó unadisposición atribuyendo a los Departamentos de Estado y de Defensa elderecho al veto sobre las peticiones de licencias de compañías privadaspara ser propietarias de sistemas de satélites que suministrarán imágenesde alta resolución.

Incluso antes, durante la Administración del presidente Carter, al parecer seredactó una directriz secreta que limitaba a 1 0 m la resolución aceptada enlos Estados Unidos para las imágenes comerciales.

Sin embargo, la aplicación de medidas restrictivas hubiera conducido a unasituación de inferioridad de condiciones a las firmas americanas en unaactividad comercial frente a otras entidades extranjeras, que ademásimplicaría una limitación al desarrollo tecnológico americano, por lo que hahabido una fuerte oposición de las compañías privadas.

En el año 1 988 el presidente Reagan levantó la prohibición de venta deimágenes con resolución mejor que 10 m en los Estados Unidos que haabierto el mercado americano a las imágenes soviéticas con resolucionesmejores que las de Landsat y Spot.

En el año 1 990 la firma EOSAT negocia la venta en América del Norte y delSur de las imágenes del satélite soviético Soyuzkarta, que mediante laaplicación del tratamiento de datos con la tecnología digital avanzadaalcanzada en los Estados Unidos permite alcanzar una resolución de 2 m.Las imágenes ya están disponibles comercialmente, pero no en formadigital, como lo desean numerosos usuarios para su manipulación informática.EOSAT trata de suministrar los productos en esta forma.

La política de cielos abiertos aplicada al acceso de los datos deTeledetección que se ha seguido en los últimos años está, sin embargo,

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condicionada como se ha puesto de manifiesto recientemente en lasituación de crisis de la zona del golfo Pérsico como consecuencia de lainvasión de Kuwait por Irak.

Desde la iniciación de la crisis la firma francesa SPOT-lmage que distribuyelos datos de los satélites Spot ha suspendido la venta de las imágenes de lossatélites Spot 1 y. 2 relativas a la zona, al menos hasta que otras firmasdistribuyan imágenesprocedentes de otros satélites, sio embargo la firma hacontinuado la venta de las imágenes de esta zona al Departamento deDefensa de los Estados Unidos.

Los satélites Spot 1 y 2 sobrevuelan la zona del Golfocada dos días yproveen imágenes con 10 m de resolución.

Con esta postura la firma no sólo trata de mañtener su carácter de entidadcivil, al margen de actividades militares, sino que también evita el acceso deIrak a la información, a la que ño puede tener acceso directo por laresolución de las Naciones Unidas, pero que podría conseguir a través deintermediarios. .

Si se siguiera la política de cielos abiertos, Irak tendría acceso a lasimágenes de las tropas destacadas en la zona, lo que plantearía unasituación delicada considerando que Francia dispone de tropas en la zona yha destacado parte de su flota, incluido un portaaviones.

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CAPÍTULO CUARTO

SATÉLITES METEOROLÓGICOS

SATÉLITES METEOROLÓGICOS

Por Liis IZQUIERDO ECHEVARRÍA

y Luis PuEYO PANDURO

Generalidades

La detección y ánálisis de las características de la atmósfera y losfactoresque influyen en el clima y los fenómenos atmosféricos, tienen granimportancia para muchas actividades humanas. En particular, para laplanificación y desarrol!o de operaciones militares, es vital —en una grancantidad de situaciones— esta información.

En la figura 1, p. 1 20, se. puede ver un esquema de los diferentes elementosque actúan como componentes de un sistema climático. Su observación,detección, registro y:análisis es fundamental para poder realizar previsionesmeteorológicas y para este estudio, se han empleado sondas de diversostipos y características —los denominados métodos convencionales— y conestos métodos, se han conseguido bastantes buenos resultados, a pesar desus limitaciones; Sin embargo, se necesitaban datos más precisos, a escalamundial en tiempo real y con una difusión instantánea muy amplia. Sólo elempleo de los sétélites permitió conseguir estos objetivos.

Como es conocido, lbs trabajos sobre satélites comenzaron poco despuésde la finalización de la Segunda Guerra Mundial (la RAND Co. estabatrabajando en ello en el año 1 947, pero se tardó más de 1 0 años en lanzarun satélite) y la idea de utilizarlos para el estudio de los fenómenosmeteorológicos, surgió rápidamente como una aplicación clara de suempleo para mejorar los mapas del tiempo de aquella época, confeccionadoscon los datos obtenidos por los procedimientos convencionales.

En la figura 2, p. 122, se presenta un diagrama que indica como se miden yóbservan los distintos factores que afectan al clima y a los fenómenos

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Para conseguir la. mejor utilización de un satélite meteorológico, debencumplirse las siguientes condiciones:

— Localización lo suficientemente alejada, que permita la cobertura de todala zona de la que desea mapa de predicción con un campo instantáneode visión y lo suficientemente próxima para permitir identificación•fidedigna de las masas de nubes y de las características geofísicas delterreno.

— ‘El desplazamiento del satélite, debe ‘planif icarse de forma tal que en sucampo de visión aparezca cada 1 2 horas —por lo menos.— 2 veces almismo sistema de nubes con el fin de que se pueda obtener el trayectode la perturbación atmosférica asociada al sistema de nubes.

— La velocidad de desplazamiento del satélite, debe ser tal que permita lalocalización précisa de los sistemas de nubes con respecto a zonasterrestres conocidas.

— Como las tormentas, generalmenté, se desplazan de Oeste hacía Este,los satélites meteorológicos, deben tener una componente de sumovimiento habia el Oeste—referido a lasuperficie terrestre— quepermita la rápida detección de nuevas perturbaciones que pudieranaparecer. . .

La totalidad de la superficie terrestre, se debe cubrir una vez al día comomínimo.

Estas condiciones, se cumplen situando los satélites a 2,01 del radioterrestre, contado desde el centro de la Tierra, y con un período de rotaciónde 4 horas exactas.

Primeros desarrollos. Familia TIROS

Se ha indicado en el párrafó anterior que ya se estudiaban satélites en ladécada de los años, 40. Por aquel tiempo, se lanzaron cohetes de tipo V 2para obtener, desde una altura entre 100/170 km, fotografías de la cobertur’ade nubes. Estos experimentos, demostraron la utilidad y la posibilidad deobservaciones a esas altitudes y promovieron la primera propuesta seríapara desarrollar satélites meteorológicos. El impulso más importante, seprodujo a raíz del lanzamiento, por la Marina de guerra norteamericana, deun cohete que tomó fotografías del Sudoeste de los Estados Unidos y pusode manifiesto una tormenta procedente del golfo de México que se había

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desplazado tierra adentro y que debido a su complejidad, había resultadoprácticamente indetectabte por los métodos convencionales.

El primer satélite meteorológico lanzado, fue & Vanguard 2 el día 1 7 defebrero de 1 959 con un peso de 45 kg. El barrido, se realizaba aprovechandola rotación del satélite con una célula fotoeléctrica y quedaba registrado encinta magnética. Sin embargo, debido a diversascausas entre ellas que—aparentemente— el satélite no estaba perfectamente equilibrado, en lugarde girar uniforme y suavemente el satélite tenía un movimiento de balanceoirregular con lo que las figuras que produjo, resultaron imposibles deinterpretar.

TIROS

Hacia mediados del año 1958, comenzaron los estudios del satélite que,bajo el nombre de Tiros 1, se lanzó en el mes de abril de 1960. El Tiros 1,corroboró las esperanzas de utilidad de los satélites en meteorología y abrióel camino para su desarrollo con la importancia que merecen. Comoanécdota el Tiros 1 fue lanzado en el equivalente anglosajón de nuestro 28de diciembre, o sea el 1 de abril April Fool’s da y).

El éxito inicial del Tiros 1, produjo una familia de Tiros que se lanzaron entrelos años 1 960 y 1 965 y fueron incorporando diversas mejoras tecnológicas.La primera lettura —en tiempo real— en varias estaciones localizadas endiversos puntos de la superficie terrestre, se consiguio con el Tiros 8 lanzadoen el mes de diciembre del año 1 963.

La primera visión completa de las condiciones meteordlógicas en el mundoentero, se consiguió el 1 3 de febrero del año 1 965 con el Tiros 9 que selanzó a una orbita cuasi polar, sincronizado con él movimiento del Sol en elmes de enero del año 1965.

El Tiros 10 (último dé la familia) se lañzó en el mes de julio de 1965, con amisión principal de observar los huracanes y tormentas tropicales.

Sistema global de observación meteorológica por satélite

Existía la necesidad de conseguir diariamente a escala mundial, observacionesde rutina sin interrupción en el envío y recepción de datos. La entrada enservicio del TOS (Tiros Operacional System) o Sistema operativo del Tirosen el mes de febrero del año 1966, cubrió esta necesidad. El TOS, empleabauna pareja de satélites Essa, cada uno con una confirmación preparadapara su misión específica.

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El Essa 1 se lanzó a una órbita cuasi-polar sincronizada con el movimientodel Sol, el día 3 de febrero dei año 1 966 a una altura de 400 millas. Empleabados sistemas de «cámara vidicon» de 0,5 segundos que proporcionaban unaimagen de 800 X 1.200 millas. Cada día se realizaban 145 órbitas queproducían 450 fotografías.

Para complemento de los Essa impares, se lanzaron los pares, el primero(Essa 2) el día 28 de febrero del año 1 966.

Con este sistema se consiguió el objetivb de tener cobertura a escalamundial en tiempo real. Posteriormente, fueron lanzados hasta el Essa 9(que fue el último de la serie) en el año 1969.

La tercera generación, fue designada con el nombre de ITOS y su finprincipal era tener cobertura a escala mundial, día y noche, de lascondiciones meteorológicas con el empleo de un solo vehículo espacial.Este requerimiento, procedía de la NOAA. Esta familia, fue lanzada entre losaños 1970 y 1 976 e incorporó nuevos sistemas de sensores yotras mejoras,consecuencia de los adelantos tecnológicos que se habían producido desdelos primeros lanzamientos.

El Sistema operativo TIROS-N/NOAA, todavía en servicio en el año 1987proporciona a la NOAA los datos necesarios para el soporte de los capítulosoperativo y experimental del programa de vigilancia mundial del tiempo.

En la figura 3, se puede ver la evolución del Sistema TIROS y en la figura 4p 1 26, un esquema de la composición del Tiros-N.

Los datos, son procesados y almacenados a bordo para su posteriortransmisión al centro de proceso de la NOAA en Maryland y a la vez —entiempo real— enviados a una serie de estaciones distribuidas en toda laextensión dé la Tierra.

Sistema TIROS perfeccionado (NOAA)

En la figuré 5, p. 127, se puede ver la configuración del Sistema TIROSperfeccionado (advanced TIROS-N) que además de los equipos normalesque se indican en la figura 4 lleva una serie de sensores preparados para serdesarrollados en función de futuras necesidades. Esta configuración permitesu empleo. en funciones de búsqueda y rescate (SAR). Y será empleadaconjuntamente en un programa en el que intervienen Estados Unidos,Canadá, Francia y la Unión Soviética. Además, llevará un SBUV, para medirla distribución de la capa de ozono que envuelve la Tierra y un ERBE paramedir las pérdidas y ganancias de radiación en el planeta terrestre.

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Utilidad de los datos recogidos por los satélites

Desde el año 1 966, la superficie terrestre está siendó fotoréfiadacontinuamente al menos una vez por día; La fotografías no sólo se empleanen tiempo real sino que se archivan para estadística e investigación en elNESS de Washington, D.C. Esta información, ha resultado muy úti! en varioscasos de los que damos unos ejemplos:— En la Tierra existen extensas zonas en lasque la información obtenida

por métodos convencionales, es escasa o nula (desiertos, zonas polares,extensiones oceánicas de los hemisferios Norte y Sur, etc.). Lainformación de los satélites, llena estos vacíos.

— Otro de los casos, es la localización y seguimiento de los huracanes,tifones y tormentas tropicales.

— Los datos que suministran los satélites pueden emplearse para obtenercartas de temperaturas de la superficie del mar cori mayor tamaño ydetalle que las obtenidas por cualquier otro procedimiento. Estainformación es muy útil para navegación y pescá, aparte de paraprevisiones meteorológicas.

— El único sistema de obtener cobertura total de la temperatura de laatmósfera a diversas alturas es el de información por satélite. Estainformación es imprescindible para las previsiones meteorológicas.

Figura 5.— Vehículo espacial TIROS-N perfeccionado.

— 127 —

Aplicaciones meteorológicas de las plataformas espaciales

Hasta la puesta en servicio de los vehículos espaciales shutle (la tradiciónliteral de shuttle es lanzadera —de un telar—) la puesta en órbita de unvehículo espacial era mucho más cara que actualmente. Otra ventaja de losshuttle es que se pueden emplear como laboratorios espaciales duranteperíodos de tiempo superiores a los de vuelos suborbitales.

Se denomina SP a un sistema orbital, basado en shuttle, que permita duranteperíodos de tiempo suficientemente largo, estabilidad y acceso a unconjunto de cargas (payloads) reemplazables y ‘isitables a intervalos detiempo dé unos 6 meses. Durante estas visitas, está previsto cambiareIementos de la carga, si se considera necesario. Estas visitas y laposibilidad de cambio de la carga son las diferencias fundamentales entreuna SP y un vehículo espacial con vuelo libre.

Una Plataforma Espacial (SP), contra de varios subsistemas entre los quelos fundamentales son:

Energía eléctrica, que puede llegar a ser de 25 Kw.— Control de temperatura.— Comunicaciones externase internas.— Proceso de datos..

T Control de estabilidad y maniobras.Las cargas típicas de una SP responden a las necesidades de las siguientesdisciplinas para observación, experimentación e investigación.— Rayos cósmicos.— Física solar.—. Astronómía.

Proceso de mteriales.Física del plasma.

— Observaciones ambientales.

Para nuestro tema sólo nos interesa la última, o sea, la observaciónambiental, en la que normalmente se utilízan los equipos que se relacionana continuación (ver lista de siglas):— OWD: (Ocean Wave Directional Spectrometer).— ALS: (Advanced Limo Sounder).

SAR: (Synthetic Aperture Radar).— SUSIM: (Solar Ultra violet Irradiance Monitor).— ACR: (Active avity Radiometer).— AMSU: (Advanced Micra warwe Sound/ng Unit).

— 128 —

Y sus funciones son medida y observación de los fenómenos que seproducen y desarrollan en la atmósfera con el ALS, en los océanos con elOWDS y en la superficie terrestre con el SAR.

Las aplicaciones meteorológicas se extienden a la investigación de todaslas actividades que intervienen en los fenómenos atmosféricos y principalmente a los llamados «productores del tiempo», tanto en la troposfera comoen la estratosfera inférior (a unos 30 km de altura).

Su objetivo principal no es servir de complemento a las medidas oobservaciones realizadas por otros medios, sino desarrollar una filosofía yabrir un camino científico que sirva de base para definir la instrumentaciónque puede ser colocada en la plataforma espacial, así como los procedimientos a seguir para la resolución de problemas prioritarios existentes en laatmósfera inferior.

Los estudios y las mediciones más importantes que se realizan en una SPson:— Determinación de las radiaciones entrantes y salientes en la Tierra con

una precisión del 0,5 por 1 00.— Observación y registro de la temperatura, presión y humedad entre O y

30 km de altura, con precisiones de 1 grado centígrado, 1 mbar y 1 0 por1 00 de humedad respectivamente y con resoluciones horizontal mayor oigual a 1 km y vertical entre 1 y 10 km.

— Vientos horizontales con precisión de 2-5 m s1.— Precipitaciones con una precisión del 1 0 por 1 00.— Intensidad y distribución de descargas eléctricas con una resolución

horizontal de 1-5 km.

Características y propiedades de la superficie con una resolución horizontalde 1-10 km.

En la figura 6, p. 130, se puede ver un esquema de la composición y losprincipales sistemas de una SP. En el cuadro 1, p. 131, se da una listaorientativa de los instrumentos, especificando sus características principales,que pueden servir como carga básica para una SP de aplicacionesmeteorológicas.

Resumen de los Sistemas NIMBUS, GOES y METEOSAT

El Sistema NIMBUS, se inició en el ario 1960 como acción conjunta de laoficina meteorológica de los Estados Unidos (actualmente NOAA) y la

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Cuadró 1.—Relaciónorientativa de losinstrumentos. .

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AMTS Espectómetro IR de 28 canales 300 lxi ,4X0,8 1 50P 3para medir perfiles verticalesde temperatura y humedad.

AMSU Radiómetro a microondas de 80 0,5X1 ,6X0,6 1 70P 3,620 canales para las mismasmedidas que el AMTS.

MPS Sensor de hasta 8 canales a 50 1 ,5x0,6x0,5 1 OOA 1microondas para medir la presión al nivel del mar.

LAMMR Radiómetro de elevada reso- 220 4 0 235P 50lución a microondas, para obtener gráficos en la superficiey en la atmósfera de las temperaturas, vapor de agua, agualíquida y vientos.

LTPMS Láser en la zona visible y en la 1 .300 255 m3 3.000A 250infrarroja que permite una cobertura muy extensa de lastemperaturas, humedad y presión desde la superficie a laestratosfera.

DLS Láser de CO2 qu proporciona 2.300 5 m 8.500A 1 .1 50una cobertura extensa de losvientos horizontales entre O y10km.

SMR Radar dual (de doble longitud 500 5 m 800A 200de onda) para medir tasas deprecipitación, espesores de nieve y de hielo, humedad delsuelo, etc.

LM Sistema detector y constructor 20 2 m3 1 50P 1 00de gráficos para determinar laproducción, localización e intensidad de los rayos

P = Pasivo A = Actio

— 131 —

Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) con elobjetivo de que el Nimbus fuera el satélite meteorológico del futuro.

La serie de 7 Nimbus lanzados a partir del Nimbus 1 en el año 1964, fuedurante casi 20 años, la base principal de experimentación e informaciónpara el desarrollo del programa de investigación espacial de la NASA!NOAA y con ellos se han conseguido una valiosa información que hapermitido un conocimiento mejor y más extenso de la atmósfera y losfenómenos meteorológicos.

Por otra parte, abrieron el camino para equipar con sensores operativostanto a los Tiros como a los Milmetsats. En realidad la familia Nimbus, fue unlaboratorio experimental de tecnologías emergentes, además se utilizóampliamente en la transmisión de datos y en muchos de ellos fue el primero,bien en calidad de transmisión o en ser la primera vez que se transmitíainformación, de la clase que lo hacía el Nimbus, del Espacio a la Tierra. Lafamilia Nimbus, demostró prácticamente la posibilidad de utilizar sensores-remotos para obtener imágenes perfectas de los componentes del sistemameteorológico deseados y por consecuencia abrió la puerta para eldesarrollo intensivo que se produjo posteriormente.

Como ejemplo, citaremos que antes del lanzamiento del Nimbus, seconocían varios métodos de estabilización de satélites en órbita como elcontrol reactivo y el gradiente de la gravedad. En el Nimbus se combinaronestos métodos, con el resultado final de que las correcciones de datosnecesarias para su proceso fueron reducidas en gran cantidad.

A la vista de los éxitos iniciales, se fueron agregando sensores para ampliarel campo de .datos recogidos. Los datos enviados por los últimos Nimbus,todavía se están analizando y aplicando en los siguientes campos:— Oceanografía. — Geografía.— Hidrología. — Cartografía.— Geología. — Agricultura. -

— Geomorfología. — Meteorología.Los primeros éxitos del Nimbus, se obtuvieron con el empleo del subsistemaAVCS y el HRIR. El Nimbus, envió el primer día que estuvo en órbita una fotoexcepcionalmente clara del huracán «Cleo» y posteriormente, realizó unseguimiento perfecto de otros huracanes y tifones en el Pacífico. Además,las fotos enviadas, permitieron a los cartógrafos corrégir imprecisiones enlos mapas en relieve existentes y por añadidura, se cónsiguió una mejorinformación que la que se poseía sobre la formación del frente de hielo dela Antártida.

— 132 —

Posteriormente y cónla adición de nuevos sensores, se realizaron múltiplesestudios entre los que podemos citar: el efecto del ozono, dióxido decarbono y vapor de agua en el equilibrio térmico de la Tierra, la radiaciónsolar indetectable en la superficie terrestre por el efecto de pantalla de laatmósfera, análisis de vientos tropicales, mapas térmicos globales, etc.

El satélite geoestacionario Goes, proporciona una serie muy amplia deservicios meteorológicos y forma parte de la red de satélites planificada porla WMO. Los satélites Goes 4 y 5 están trabajando en dos órbitasgeoestacionarias y longitudes de 75 grados Oeste y 135 grados Oeste ysuvida se ha estimado en 7 años como mínimo.

La misión principal de los Goes, es la transmisión a centros de proceso dedatos situados en la superficie terrestre, de observaciones visibles einfrarrojas de fenómenos meteorológicos, la atmósfera, hurcanes y tormentasfuertes. También obtienen los Goes, datos sobre el campo magnéticoterrestre el flujo de partículas en las proximidades del vehículo espacial y laradiación X del Sol.

Todas estas observaciones, se realizan con los instrumentos que constituyenla carga del satélite, los que se agrupan en el Subsistema SEM. Losinstrumentos, son los normalmente empleados para este tipo de observaciones: radiómetros visibles e infrarrojos, sondas atmosféricas, etc.

El Goes necesita comunicaciones y el subsistema que tiene, funciona en labanda «S» y transmite los datos recogidos por los diversos sensores una vezmultiplexados. Dentro del subsistema de comunicaciones, se consideranincluidos las señales DCPI y las comunicaciones en UHF como la red detelemetría y mando. Esta última es el resultado del desarrollo más importanteque se hizo para el Goes y mejora, respecto a los sistemas que existíanantes del Goes, las características generales y la sencillez de manejo delsistema. El subsistema de comunicaciones, lleva una antena bicónica paratelemando y control, una helicoidal para UHF y una paraboloide para labanda «5».

El VAS, lleva seis detectores de infrarrojos, dos de ellos se emplean paraobtener imágenes y los otros cuatro para conseguir información de sondeo;además lleva 8 canales visibles. Toda la información que producen estossensores, se procesa, multiplica y se envía a la estación terrestre.

El SEM, lleva detectores de radiación X procedente del Sol y además tienesensores para obtener información de campos magnéticos y de partículasenergéticas.

—133—

Finalmente, el subsistema de energía y propulsión, está formado por lospaneles solares, que llevan células solares K-7 y las baterías de emergencia.La potencia que suministra es de 350 W. La propulsión, se realiza con unmotor y una unidad de control de reacción de hidracina.

El Meteosat, es la contribución principal de Europa a la WMO y estáproyectado para cubrir las necesidades específicas de la comunidadmeteorológica europea.

En la fitura 7 se puede ver la cobertura que proporcionaban varios satélitesnorteamericanos, en servicio en el año 1 982, y en la figura 8, p. 1 38,la cobertura en recogida y emisión de datos (—) y en comunicaciones(———) de la WMO en la que además, se indica las naciones o grupos deellas que toman parte en esa cobertura.

Los objetivos principales del Meteosat son:

a) Producción simultánea de imágenes de la superficie de la Tierra y de lossistemas de nubes, tanto en el espectro visible como en el infrarrojo,para obtener:— Observación y análisis de la cobertura de nubes.— Obtención de temperaturas en las superficies terrestre y marítima y

en los sistemas de nubes.— Determinación del contenido de vapor de agua a diferentes alturas.— Adquisición de datos de la radiación entrante y saliente en la Tierra.— Conseguir las velocidades de los vientos.

b) Distribución a los usuarios del sistema de los datos obtenidos.

c) Recogida de datos ambientales obtenidos localmente por otras DCP opor cualquier otro medio.

Estos objetivos se cumplen con equipos de los tipos utilizados normalmenteen detección (radiómetros, analizadores de radiación, sondas varias, etc.) ydespués de una labor de proceso de datos se remiten a los usuarios víasatélite o por otros medios de comunicación.

El Meteosat es cilíndrico y tiene 2,4 m de diámetro, con una altura de 3,2 m.Su peso al lanzamiento es de casi 700 kg y su tiempo nominal de vida es de3 años. Su órbita geoestacionaria está situada sobre el Ecuador terrestre aO grados de longitud.

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Aplicaciones militares de los satélites meteorológicos

Los fenómenos meteorológicos han tenido siempre una gran influencia enlas operaciones militares; baste recordar la Armada Invencible, el efecto delas lluvias y deshielo en las operaciones contra lá Unión Soviética en laSegunda Guerra Mundial, el obstáculo que para operaciones navales yaéreas han producido nubes, nieblas, tormentas, etc.

Parece que actualmente la situación es mucho mejor, ya que los mediosmodernos de combate resultan menos vulnerables a los fenómenosatmosféricos en tierra, mar y aire, pero la entrada en combate de sistemasde armas muy complejos y de elevado coste, con guiados infrarrojos, lásery ultravioleta, el empleo, cada vez con mayor extensión de la televisión enoperaciones y, en resumen, el uso de sistemas electrónicos y optrónicosque resultan sensibles al estado meteorológico y a los fenómenos eléctricoshace que la influencia del estado del tiempo en las operaciones militares nosea inferior al existente antiguamente, sino que, como mínimo, sea igual sino resulta mayor aún que antes. Por tanto, el conocimiento de lascondiciones meteorológicas presentes y previsibles, con la mayor precisión,es importantísimo para la toma de decisiones en casi todas las operacionesmilitares modernas.

En una guerra moderna, para obtener un resultado favorable, son puntosclave la detección, identificación, seguimiento y destrucción de objetivosfijos y móviles y la situación meteorológica afecta a los medios que seemplean para ello.

En tiempo de paz, se utilizan prácticamente en todo el mundo los datosmeteorológicos que proporcionan los Noaa, Meteosat, etc., pero en caso deconflicto esta información se interrumpe o se codifica. Por ello en EstadosUnidos se ha desarrollado el Programa DMSP, cuya misión es proporcionar,a todos los niveles que lo necesiten, información meteorológica para ayudaa latoma de decisiones.

DMSP (Deferise Meteoro/ogica! Satellite Pro gram)

El DMSP se proyectó en la década de los años 60 y los primeros vehículosespaciales que se utilizaron en él estaban equipados con los instrumentosnecesarios para enviar a tierra información del estado del tiempo (<cámarasvidicon», equipos infrarrojos, etc.) y se programa para producir datos de dosclases: lectura directa y registro.

—137—

Los datos registrados se enviaban al AFGWC en Nebraska, después depasar por las estaciones de Maine y Washington, que preparaban lainformación para su lectura y proceso. Este esquema primario actualmenteha cambiado.En el año 1 971 se añadió al sistema un sensor de radiación, en el año 1972otro de temperatura y precipitaciones en la troposfera y en 1 976 un OLS paraobservación de sistemas de nubes. El DMSP está en continua y constanterenovación y mejora, según lo permiten los avances tecnológicos.El DMSP puede dividirse en 3 grandes sistemas:— Segmento espacial.— Sistema de apoyo. terrestre.— Sistema de los usuarios.

El segmento espacial es un vehículo estabilizado en los 3 ejes, con un pesode 725 kg y una longitud de 1 2 segundos (excluyendo los paneles solares),tiene una precisión en puntería de 0,01 grado y una duración media —enmisión— de 30 meses.

El OLS es e! sensor principal e incorpora un sistema completo de recogidade datos. Consiste fundamentalmente en un radiómetro de barrido y unsubsistema de proceso de datos y almacenaje. Proporciona datos meteorológicos de cobertura de nubes a escala mundial y tiene salidas en tiemporeal y para almacenaje de datos visuales e infrarrojos tanto de día como denoche.

El canal visible está compuesto por 3 segmentos con diodos PIN paraobservación diurna y foto cátodo de arseniuro de galio y cesio paraobservación nocturna.

El canal infrarrojo tiene dos segmentos de detectores fotoconductores deteluro de mercurio y cadmio mantenidos a una temperatura de 108 grados

con una precisión de + 0,1 grados K.

Además del OLS, el segmento espacial tiene otros sensores, entre los quecitaremos el radiómetro infrarrojo multiespectro, la sonda de temperatura amicroondas, el espectórnetro electrónico, etc.

El subsistema de comunicaciones y telemetría tiene 3 enlaces independientesde 5 W de potencia que transmiten en a banda «5» y en PCM/PSK a1,024 Mbps en tiempo real y a 2,66 Mbps en transmisión de datosregistrados. La unidad de telemetría es un sistema PCM de estado sólidocontrolado por microprocesador y puede realizar todas las operacionesnecesarias en su campo de acción.

— 138 —

El subsistema de mando y control es fundamental en cualquier vehículoespacial para que pueda realizar satisfactoriamente sus misiones. El delSistema DMSP tiene una serie de computadores y memorias diversas, unreloj espacial estable, dos unidades centrales de proceso de datos, cadauna con memoria de28 K, y una serie de equipos auxiliares. Este complejoconjunto de material desórito muy simplificadamente se completa con unaserie de softwares, que permite que se realicen todas las operacionesnecesarias para la puesta en órbita, navegación y control del satélite.

Otros subsistemas que lleva el DMSP son el de alimentación a base decélulas solares y dos baterías de níquel-cadmio para emergencias, elsubsistema de control de seguimiento del Sol, controles térmicos activos ypasivos, etc.

El Centro de Operaciones (SOC) se compone del personal y los mediosnecesarios para dirigir y realizar la planificación de todas las misiones querequieren los usuarios del DMSP. Las peticiones se unen a las condicionesoperativas y a las limitaciones y se procesan en el sistema automático degeneración y verificación de misiones.

El Subsistema STPS de telemetría suministra a los analistas la informaciónnecesaria para realizar análisis telemétricos de las anomalías que se hanpodido presentar en el vehículo espacial. Además, proporciona datos parahacer telemetría en tiempo real.

Las comunicaciones se realizan multiplexando los datos meteorológicos, losde telemetría, los de estado y situación y un canal digital de audiofrecuencia.Todo ello produce un haz de 3,072 Mbps que de las estaciones CRS de tierrase retransmite a los usuarios total o parcialmente, según sus necesidades.Estas estaciones tienen los terminales terrestres para recepción de datosprocedentes del vehículo espacial, y además de procesar y retransmitir entiempo real tienen la posibilidad de dar órdenes al vehículo espacial,utilizando los datos de mando que les envía el SOC.

Los terminales de los usuarios varían según que sean las Fuerzas de Tierra,Mar o Aire. Las Fuerzas Terrestres emplean terminales móviles, transportablesen vehículo, y actualmente el utilizado es el Mark 4, que va montado enremolque de 20 tm y lleva una antena parabólica de 10 m de diámetro.

Este terminal proporciona imágenes dentro de los 30 segundos del paso delsatélite, tanto visuales como infrarrojas, y tiene la posibilidad de retransmitirlasen tiempo real, ampliadas, corregidas por la curvatura de la Tierra ypreparadas con el sistema de coordenadas necesario.

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La Marina de guerra tiene la instalación denominada FNOC en Monterrey,California, la que recibe todos os datos que envía el satélite y losretransmite, vía satélite o enlace terrestre, a las diferentes bases dispersadasen el mundo entero. Además, existen terminales a bordo de los navíosprincipales (Enterprise, lndependence, Nimitz, etc.), que operan de formasimilar a los Mark 4 del Ejército de Tierra.

Las Fuerzas Aéreas tienen en el AFGWC el centro meteorológico militar mayordel mundo, y proporciona apoyo meteorológico y del ambiente espacial nosólo a las Fuerzas Aéreas, sino a otros Departamentos de Defensa y a lasFuerzas Terrestres.

Los meteorólogos del AFGWC recogen datos de observaciones convencionalesdel DMSP, de las líneas aéreas comerciales y del Centro Civil Meteorológico.Todos estos datos se clasifican, homogeinizan y procesan, con el auxilio degran número de computadoras especiales, con lo que se obtiene unaimagen exhaustiva de las condiciones meteorológicas que incluye todos losparámetros (composición de gases, humedad, temperatura, radiación, etc.),lo que permite el conocimiento a escala mundial de la situación atmosféricaen cada momento y realizar, por tanto, predicciones con la mayor precisiónposible. El almacenamiento y registro de los datos, unido al estudiocomparativo de las predicciones con lo sucedido realmente, permiteavanzar cada vez más en el conocimiento de la situación atmosféricapresente y prevista, lo que —como se ha indicado ya— es un factor muyimportante para la toma de decisiones operativas.

Estos logros actuales se han conseguido con la incorporación de mejorastecnológicas a los vehículos espaciales y a los sistemas de mando, controly comunicaciones de los años 60 y han producido la generación conocidacon el nombre de Block 5 en el DMSP, que es la que funciona en el presentey está ya en el desarrollo del Block 6.

Perspectivas de futuro

Ni en los satélites meteorológicos civiles ni en el DMSP, se preven cambiosdrásticos en un futuro próximo. Lo que se puede esperar en un período detiempo de medio plazo, son mejoras en los equipos, subsistemas y sistemas,tanto en cuanto al aumento de fiabilidad, vida, etc., como en cuanto a lamejora en la obtención de datos y su transmisión a los usuarios. Se estátrabajando ya en los siguientes campos:— Aumento de la resolución tanto en el espectro visible como en el

infrarrojo.

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— Incremento del número de imágenes simultáneas multiespectrales.— Ampliación de la resolución vertical, especialmente en la lectura de

temperaturas en la troposfera (de 1 a 5 km).— Mejora de la resolución de las sondas en el margen de 10 a 100 km.— Extensión de la vida útil del satélite.— Perfeccionamientos en todos los sensores en cuanto a sus características

y especificaciones técnicas.

Todas estas reformas, que evidentemente mejorarían el sistema, tienen uncoste muy elevado y requieren un tiempo bastante extenso para suterminación. Dadas las perspectivas económicas actuales, que preven unafuerte reducción en los presupuestos de Defensa de Estados Unidos, pareceque —salvo que se produzca un cambio en la situación internacional o unestado de emergencia— sólo se producirán a largo plazo en el mejor de loscasos.

Siglas empleadas en este capítulo con su traducción

ACR Active Cavity Radio Meter Radiómetro de cavidad activa.AFGWC Aír Forces Global Weather Center = Central meteorológica global de las

Fuerzas Aéreas.ALS Advanced L.imb Sounder = Sonda avanzada de límites.AMSU Advanced Microwave Sounding Unit = Sonda avanzada de microondas.AMTS Advanced Moisture and Temperature Sounder = Sonda avanzada para

humedad y temperatura.APT Automatic Picture TV Transmitter = Transmisor automático de imágenes

de televisión.AVCS Advanced Vidicon Camera Subsystem = Subsistema avanzado de

cámara vidicon.AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer= Radiómetro avanzado de

muy alta resolución.AWS Air Weather Servíce = Servicio meteorológico de las Fuerzas Aéreas.BDA Beacon Drive Antenna = Antena de la baliza.CAS Command Readout Stations = Estaciones de lectura para el mando.DCP Data Collection Platform.DCP DCP Interrogator = Interrogador DCP.DCS Data Collection System = Sistema de recogida de datos.DLS Data Link System = Sistema de enlace para datos.DMSP Defense Meteorological Satellite Program = Programa de satélites

meteorológicos para la Defensa.ERBE Earth Radiation Budget Experiment = Experimento del flujo bidireccional

de la radiación terrestre.ERBI ERBE Instrumentation = Instrumentos utilizados en el ERBE.ESA Earth Sensor Assembly = Conjunto sensor terrestre.

— 141

ESSA Environ Mental Science Services Administration = Administración deservicios científicos del medio ambiente.

FNOC Fleet Numerical Oceanographic Center= Centro numérico oceanográficode la Flota.

FSD Future Sa te/lite Development = Desarrollos futuros de satélites.GOES Geostationary Operational Environment Satellite = Satélite operativo

geoestacionario.HIRS High Resolution Infrared Sounder = Sonda infrarroja de alta resolución.HAIR High Resolution Infrared = Equipos infrarrojos de alta resolución.IMP lnstrument Mounting Platform = Plataforma para montaje de instru

mentos.MU Inertial Measuring Unit = Unidad de medida inercial.TOS Improved TIROS Operational System = Sistema operativo TIROS

mejorado.LAMMR Large Antenna Multifrequency Microwave Radiometer = Radiómetro

multifrecuencia a microondas de antena larga.LARS LowerAtmosphere Research Satellite = Satélite de Investigación de la

atmósfera inferior.LM Lightning mapper = Equipo para obtener gráficos de las descargas

eléctricas.LTPMS Lidar Temperature Pressure Moisture Sounder = Sonda láser infrarrojo y

visible para la detección de temperá’tura, presión y humedad.MI LM ETSATMilitary Meteoro/ogical SateIlit= Stélite meteorológico militar.MPS Microwave Pressure Sounder Sóda microondas para presión.MRIR Medium Resolution Infrared = Equipos infrarrájos de resolución media.MSU Microwave Sounding Unit = Unidad de sonda a microondas.NASA National Administration Space and Aeronautics = Administración Nacional

del Espacio y la Aeronáutica.NESS National Environment Satellite Service =Servicio nacional del medio

ambiente por satélite.NOAA National Oceanic and Atmospherid Ao’rninistration = Administracón

nacional oceánica y atmosférica.OLS Opera tional Linescan System = Sistema operativo de barrido por líras.OWDS Ocean Wave Directional Spectrometer= Espectrómetro direccional pár

las ondas oceánicas.PCM Pulse Code Modulation = Modulación por impulsos codificados.PSK Pulse Shift Keymg = Transmisión por desviación de impulsos.REA Rocket Engine Assembly = Conjunto de motor cohete.SAD Solar Array Device = Equipo solar.SAR Search and Rescue = Búsqueda y rescate.SBA «S» Band Antenna = Antena en banda «5».SBUV Solar Backscatter Ultra violet Instrument = Equipo para medir la difusión

de la radiación ultravioleta solar.SEM Space Environment Monitor = Monitor del ambiente espacial.SMR Spaceborne Meteorological Radar = Radar meteorológico espacial.SOA «5» Band Omnidirectional Antenna = Antena omnidireccional en ban

da «S».SP Space Platform Plataforma espacial.SR Igual a SAR.

—142—-.

SSU Stratospheric Sounding Unit = Unidad de sonda estratosférica.STPS Store Telemetry Processing System = Sistema de almacenaje y proceso

de telemetría.SUSIM Solar Ultra violet Irradiance Monitor= Monitor de la radiación ultravioleta

solar.TIROS Television and Infrared Observational Satellite = Satélite de observación

por televisión e infrarrojo.TOS TIROS Operational System = Sistema operativo del TIROS.UDA UHF Data Collection Antenna = Antena para recogida de datos en UHF.VAS Visible Atmospheric Sounder= Sonda atmosférica en el espectro visible.VRA VHF Real Time Antena = Antena en tiempo real para VHF.

— 143 —

CAPÍTULO QUINTO

EMPLEO DE SATÉLITES EÑ EL SEGUIMIENTODE TRATADOS INTERNACIONALES

EMPLEO DE SATÉLITES EN EL SEGUIMIENTODE TRATADOS INTERNACIONALES

Por JosÉ Luis DEL HIERRO ALCÁNTARA

Consideraciones generales

Los satélites, situados en órbitas adecuadas sobre la Tierra, son emplazamientos privilegiados para la instalación de los diversos tipos de sensores—fotográficos, radar, o detectores de infrarrojos, de radiaciones nucleares,de rayos ultravioleta, de señales electrónicas, etc.— que pueden serutilizados en la observación de los efectivos militares de todo tipoestipulados en los tratados internacionales de desarme, así como tambiénpara verificar el cumplimiento de otros acuerdos de carácter civil referentesa la explotación de los recursos naturales patrimonio de la Humanidad o laEcología.

Los espectaculares avances experimentados en ciertos sectores como laóptica, la fotografía, los materiales especiales, la energía nuclear, etc., hanpermitido mejorar el grado de resolución, la fiabilidad, y la autonomía dedichos sensores, al tiempo que el progreso en las Telecomunicaciones y laInformática aseguran la retransmisión de las señales en tiempo real yposibilitan el tratamiento de un torrente de información. Además, la maniobrade situar satélites en órbita es casi una operación de rutina que podrá en elfuturo estar al alcance de muchos países.

La reciente firma de acuerdos de desarme entre el Este y el Oeste, iránseguidos deseablemente de otros para alcanzar una sustancial y razonablereducción de los arsenales nucleares y de las armas convencionales, lo queha puesto de actualidad a los satélites de observación como uno de losmedios fundamentales para el seguimiento y verificación de dichosacuerdos.

— 147 —

El derrumbamiento del comunismo en todo el mundo, la democratización delos países del bloque soviético, el desmantelamiento previsible del Pacto deVarsovia, la reunificación de Alemania, el renacimiento de viejos nacionalismos, suponen la instauración de un nuevo orden político del ViejoContinente, que quizás motivará el abandono por parte de los EstadosUnidos de América de algunas de las responsabilidades que hasta-ahora havenido asumiendo en la defensa militar de la Europa Occidental, la cualdebería cargar en ese caso, con una mayor cuota de su defensa y suseguridad.

Consiguientemente, si Europa Occidental continúa en su proceso deintegración económica, política y defensiva podría aspirar a un mayorprotagonismo en los asuntos diplomáticos internacionales que le afectandirectamente, como son la firma de acuerdos de desarme en su área, paralo que resultaría imprescindible contar con sus propios sistemas avanzadosde observación desde el Espacio.

En resumen, si el proceso de democratización en la Unión Soviética no seinterrumpe, parece posible llegar a un acuerdo amplio para el desarme delos dos antiguos bloques y que los Estados Unidos —que desde el términode la Segunda Guerra Mundial cargan con el mayor peso en la defensa delmundo libre y de la Europa Occidental— consideren ha llegado el momentoque los prósperos países de esa Europa asuman sus propias responsabilidades defensivas.

De darse todos esos supuestos, tendría razón de ser un sistema netamenteeuropeo de observación por satélites que, además de servir para laverificación de los acuerdos de desarme pudiera utilizarse llegado el caso,en la conducción de situaciones de crisis sin estar supeditados ainformaciones indirectas.

Aunque todo lo dicho hasta ahora sea cierto, hay que añadir, que parte delentusiasmo despertado en Europa Occidental por la idea de contar con unsistema propio de observación por satélite, proviene de la industriaaeroespacial europea, que en un momento difícil para sus intereses;consecuencia de la distensión y el desarme, ven en estos proyectos un retoatractivo y a la par un jugoso negocio.

Por el contrario, otras fuerzas políticas consideran inoportuno y antieconómicoque los países europeos occidentales pretendan contar con un costososistema propio cuando la coyuntura inclina a una reducción general degastos de Defensa, y cuando la aanza leal con los Éstados Unidos podíadispensarles de un esfuerzo tan oneroso.

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De las posibilidades de observación desde satélites

El área afectada por los tratados para la reducción de Fuerzas Armadasconvencionales en Europa, tiene una superficie de 8 millones de kilómetroscuadrados que se extienden desde el Atlántico hasta los montes Urales ydentro de la cual existen cientos de Unidades militares e instalacionessujetas de alguna manera a las limitaciones de armas y efectivos,fundamentalmente el número máximo que cada parte está autorizado adisponer de carros de combate, transportes de tropas blindados, piezas deartillería, aviones y helicópteros de combate. Para comprender cual sería elesfuerzo exigido a un sistema de verificación baáado en la observacióndesde el Espacio en caso que estos acuerdos se extendieran a la totalidadde los territorios de las dos grandes potencias, basta recordar que la UniónSoviética tiene una extensión de 22 millones de kilómetros cuadrados y losEstados Unidos de América casi 10 millones.

Los diferentes tipos de sensores que se instalan en los satélites deobservación tienen la finalidad de detectar los objetivos militares quebrevemente citamos a continuación:— Fotográficos: misiles de todo tipo, armas convencionales, tropas.— Infrarrojos: misiles, aeronaves, carros de combate, explosiones nucleares.— Radiaciones nucleares: explosiones nucleares en la atmósfera y espacio

exterior.— Ultravioleta: vuelos balísticos y pruebas químicas.— Señales electrónicas: señales radar y emisiones radio.— Radar: buques de superficie y diversos objetivos militares sobre tierra.— Térmicos de infrarrojos: reconocimientos nocturnos y asignación de

blancos.

Los satélites de observación, dotados de cualquiera de los diferentes tiposde sensores antes descritos, tienen una finalidad claramente diferenciada yase trate de explotarlos como un arma, en situaciones de crisis o guerra, obien de utilizarlós en el seguimiento de tratados internacionales de desarmeo de cualquier otro tipo, en tiempo de paz.

En las situaciones de crisis o guerra se pretende conocer efectivos,localización e intenciones del enemigo para planear consecuentementenuestras operaciones así como detectar con la antelación suficienteataques por sorpresa de misiles estratégicos o de crucero. En estascircunstancias cualquier información puede ser de suma importancia y vital,conocerla en tiempo real. En las Malvinas, parece que las informacionessuministradas por satélites americanos, contribuyeron al éxito británico final,

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y actualmente en la crisis desencadenada en el golfo Pérsico por la invasiónde Kuwait se conoce que los aviones, radares, baterías de misiles yunidades blindadas iraquíes están continuamente vigiladas desde elEspacio, en previsión del estallido de las hostilidades.

Si en las situaciones de crisis o guerra los satélites de observación tienenuna función que podríamos calificar de «táctica», en el caso de emplearlospara el seguimiento de tratados internacionales desempeñan una funcióneminentemente «estratégica». Se trata en este último caso de observar deforma permanente o periódica grandes extensiones de territorio paracontrolar la localización y potencia de las Fuerzas Armadas acordadas,detectar la existencia de nuevas unidades no previstas, advertir losmovimientos y maniobras importantes no comunicadas, así como evaluar lacapacidad de la industria de guerra. En resumen, hacer el barrido gruesopara con la información adquirida, seleccionar aquellas unidades, instalacioneso zonas que posteriormente y en virtud de los acuerdos suscritos seobservarán con mayor detalle mediante el empleo de aviones o porinspecciones selectivas in situ, siguiendo unos, procedimientos que explicaremos más adelante.

En consecuencia, un sistema de observación de acuerdos internacionalespor medio de satélites, debe proporcionar una cobertura geográfica extensa,facilitar información constante aunque no necesariamente urgente, confacilitar una resolución suficiente para distinguir los objetivos que deben serdetectados, y por supuesto que sea económicamente viable y rentable.

El primer parámetro a determinar en un satélite es evidentemente la elecciónde la órbita. En el caso de la observación de la Tierra se pueden utilizar dostipos de órbitas:

Órbita elíptica, con un perigeo a 200-300 km y un apogeo a 600-800 kmestando optimizada a posición del perigeo en función de la zona que sequiere observar con prioridad.

— Órbita circular, a una altitud comprendida entre los 800 y 1 .000 km

La órbita elíptica permite una distancia de observación más corta y por lotanto una mejor resolución, pero por su.baja altitud de vuelo la vida de,lsatélite es naturalmente más corta, unos 2 años, resultando unos costes deexplotación elevados. La órbita circular, a costa de una resolución menor,proporciona una duración de vida mayor, unos 5 años, y el acceso a todoslos puntos de la Tierra con un grado de resolución constante.

Teniendo en cuenta las necesidades apuntadas para un sistema deseguimiento de tratados internacionales, y el grado de resolución de los

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sensores actuales, parece que las órbitas circulares polares a altitudesinferiores a los 1 .000 km, son las más adecuadas. Dependiendo de su altitudun satélite en una órbita polar efectuará entre 1 3 y 1 5 revoluciones por díadurante las cuales el sensor, por ejemplo un telescopio óptico de 10 m deresolución barrerá una banda del terreno determinada. En caso que sedesee una resolución de 5 m la banda barrida tendrá que ser reducida a lamitad. Evidentemente cuando las extensiones a observar son muy grandesexiste la alternativa de emplear un satélite con varios sensores, o bien unsistema de varios satélites con uno o más sensores, lo que naturalmentereducirá el tiempo para obtener la cobertura de determinada zona.

Los sensores ópticos, radar y de señales electrónicas son en principio losmásadecuados para la misiónde seguimiento de tratados internacionales.Los sensores ópticos están capacitados para distinguir perfectamenteaeródromos, campos de maniobras, vías de comunicación, polígonos deensayos o entrenamiento, defensas antiaéreas, depósitos de munición ycombustibles, etc., que son en todos los casos objetivos difíciles dedisimular. Una vez localizados estos objetivos de grandes dimensiones, esfactible mediante los recursos técnicos adecuados, pasar a una observaciónen detalle con mejor resolución. Desafortunadamente los sensores ópticosrequieren que la atmósfera esté limpia de nubosidades y su funcionamientoestá limitado a las horas de luz.Para evitar estas limitaciones se recurre a los detectores de infrarrojos y alos sensores radar, que pueden captar imágenes tanto de día como denoche y funcionan en cualquier condición meteorológica.

En principio es impracticable utilizar radares convencionales para laobservación desde satélite dado el gran tamaño de la antena requerido parael grado de resolución necesario. Este inconveniente ha sido resueltotécnicamente con los Radares de Apertura Sintética (SARs), muy adecuadospara detectar blancos estacionarios o a baja velocidad, con los que en teoríapodría llegarse a alcanzar una resolución de 1 m2.

En el momento presente está próximo la puesta en funcionamiento delprimer Rádar de Apertura Sintética europeo (SAR) instalado en el satéliteErs 1 el cual será lanzado y colocado en una órbita casi polar, con 1 4rotaciones por día, en el próximo año 1 991. Este radar ha sido diseñadoespecíficamente para predecir el clima y la meteorología en general. Suscaracterísticas principales se pueden sintetizar en que barrerá una franja de100 m de ancho con una resolución de 30 m2. Estas cifras son enprincipioinsuficientes para satisfacer las exigencias que cabe esperar de un radardedicado a la verificación de tratados de desarme, no obstante, existe la.

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posibilidad técnica de ampliar el ancho de la franja de barrido hasta 500 my alcanzar una resolución de 5 m2, que son parámetros suficientes.

Con objeto de poder disponer en tierra en tiempo real de la enorme cantidadde información que puede captar un radar de apertura sintética instalado enun satélite, la operación se realiza en dos fases. En la primera las imágenescaptadas por el radar se procesan en el satélite y se retransmiten a tierra,bien directamente o bien a través de satélites relay. En la segunda fase entierra, las señales se reprocesan y, gracias a recibir las imágenesprocesadas, es posible fácilmante detectar las variaciones producidas ensucesivas pasadas sobre un mismo objetivo.

Procedimientos operativos para el seguimiento de tratados de desarmeAunque todavía no se conoce con detalle los procedimientos operativosacordados en los tratados de desarme entre el Este y el Oeste, o dicho deotro modo, entre la OTAN-Estados Unidos y el Pacto de Varsovia-UniónSoviética, el proceso se puede resumir de la forma siguiente.

Los signatarios fijan el número máximo de fuerzas, armamentos así comosus emplazamientos habituales y se comprometen a autorizarse mutuamenteun número de inspecciones in situ en fechas indeterminadas.

Los equipos de verificación al llegar al país que van a irispeciónarcomunican cuales son las unidades y/o instalaciones que desean visitar. Elpaís visitado está obligado a proporcionar los medios de transporteadecuados para transportar a los equipos de verificación a los lugareselegidos. Este tipo de inspecciones selectivas in situ se complementan conautorizaciones de vuelos de aviones de reconocimiento a baja cota.Dada la gran extensión de los territorios, el elevado número de unidades oindustrias susceptibles de ser inspeccionados, y el número limitado devisitas autorizadas, es de suma importancia disponer de una informaciónglobal que sólo se puede obtener desde el Espacio, para de esta maneramantener un control de la potencia militar y la capacidad industrial deloponente, el cual no podrá alterar de forma imprevista el equilibrio de fuerzasentre ambos.Los tratados de desarme se han concertado individualmente por cada unode los doce (12) países de la OTAN y los siete (7) que forman el Pacto deVarsovia, que son realmente los auténticos signatarios y no entre dichasorganizaciones militares como tales.En estos tratados como anteriormente se ha dicho, se limita el númeromáximo de tropas, carros de combate, transportes blindados de personal,

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aviones y helicópteros de combate que cada país puede disponer(calculados en función de unos parámetros) en Europa, es decir entre elAtlántico y los Urales. Así pues, los Estados Unidos podrán tener en suterritorio o en otras áreas ajenas al Tratado los ef ectivos de los tipos citadosque considere oportunos, igualmente la Unión Soviética en Siberia o encualquier de las repúblicas más allá de los Uruales.

Los résultados son por lo tanto modestos, ya que por otra parte no afectana las Fuerzas Navales ni a las armas nucleares estratégicas. No obstante esun primer paso muy esperanzador quepatrocinado por las dos grandespotencias mundiales, podría si se contará con la colaboración del resto delas naciones que tienen capacidad nuclear, llevar al mundo entero a unasituación de paz y de desarme razonable. Para ello sería necesario que lacomunidad internacional solucionara previamente otros problemas que nohacen al caso citar. Llegado ese momento parece razonable soñar con unsistema de verificación de desarme vía satélite, de «cielos abiertos» einspecciones in situ controlado por la Organización de las Naciones Unidas.

De la ocultación a la observación desde el Espacio

A pesar de la buena resolución de los sensores, la gran autonomía de lossatélites portadores, la suficiente potencia de los generadores de energíanecesarios para alimentar los equipos y en suma el perfeccionamientoalcanzado en todo el conjunto de los sistemas de observación desde elEspacio con fines militares no es posible controlar todo tipo de armas,instalaciones o actividades si estas se intentan ocultar deliberadamente.Haremos algunos comentarios al respecto en relación con las FuerzasTerrestres, Navales y Aéreas.

Las Fuerzas Terrestres necesitan instalaciones espaciosas para el estacionamiento y mantenimiento de artillería y vehículos de todo tipo, quenormalmente no se han diseñado con la intención de ocultarlas a láobservación aérea en tiempo de paz. No obstante es evidente que es fácil,aunque no barato,construir instalaciones logísticas discretas especialmentesi se destinan a almacenamiento de reservas. También sería factiblemantener ocultas armas nucleares tácticas, como las pequeñas bombasdenominadas mininukes, en zonas fronterizas teóricamente desmilitarizadas,con la finalidad por ejemplo, de frenar una ofensiva con armas convencionales.Sin embargo el movimientoy maniobras de grandes Unidades del Ejército deTierra qu conllevan el transporte por carretera o vía férrea de materialpesado acorzado son vulnerables a la observación sistemática desde elEspacio.

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Antes y durante la Segunda Guerra Mundial países como Alemania o Japónfueron capaces de construir buques de guerra y submarinos sin que fueraadvertido por los Aliados, siguiendo una estricta disciplina de seguridadindustrial. Hoy gracias a la observación desde el Espacio mediante satélites,la construcción de grandes buques de guerra que se efectúa en enormesdiques o gradas al descubierto, se conoce y sigue con todo lujo de detallescomo ha sucedido con los portaaviones soviéticos o los submarinosestratégicos Tiphon.

Los buques de guerra de menos desplazamiento y dimensiones, comociertos submarinos, dragaminas, lanchas, patrulleros, corbetas, etc., seconstruyen habitualmente por módulos en locales cubiertos, los módulosposteriormente se ensamblan en diques o gradas frecuentemente tambiénbajo techado. Algunas Marinas, como la sueca, disponen de bases navalesexcavadas en la roca de la costa donde entran a flote buques tamaño de undestructor. En los casos antedichos la observación desde satélites esineficaz.

Los submarinos pueden permanecer bajo el agua por espacios de tiempomuy prolongados. Teóricamente existe la posibilidad de localizar unsubmarino en inmersión detectando por infrarrojos la estela de aguascalientes que dejan sus motores térmicos o nucleares, pero sólo seríafactible de concurrir condiciones geográficas, de navegación y ambientalesmuy especiales. Finalmente reseñar que las minas; que son además laforma de guerra más barata, resultan prácticamente imposible de detectardesde el Espacio.

Los aeródromos militares y aeropuertos civiles disponen de pistas de vuelode varios kilómetros, imprescindibles para los grandes aviones de combatey transporte, amén de balizas, ayudas radio eléctricas, depósitos decombustibles, hangares, etc., que son de fácil identificación. Suecia como enel caso de las bases navales ha potenciado la utilización de tramos deautopista como aeródromos secretos de emergencia y construido basesaéreas en zonas boscosas de difícil localización para aviones de reconocimiento a baja cota pero no para los satélites.

Los aviones de despegue vertical y los helicópteros tienen la facultad depoderse dispersar en situaciones de emergencia y ocultarse en refugiospreparados previsoramente al efecto, utilizando para ello casas de cámpo,haciendas, etc., cuya localización desde el Espacio exterior resultaríaciertamente fortuita.

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COMPOSICIÓN DEL SEMINARIO

Presidente: D. BARSÉN GARCÍA LÓPEZ-RENGELGeneral de Brigada del EA. (DEM y Guerra Naval).

Secretario 1°: D. JOSÉ LUIS RIPOLL GUTIÉRREZCapitán de Navío.

Secretario 2°: D. ANTONIO CANALEJO SÁNCHEZCoronel del EA (DEM).

Vocales. D. MANUEL BAUTISTA ARANDAGeneral de Brigada, Ingeniero Aeronáutico.

D. RAMÓN BLANCO RODRÍGUEZCoronel del EA (DEM y EMA CON).

D. JOSÉ LUIS DEL HIERRO ALCÁNTARACapitán de Navío (Guerra Naval y EMACON).

D. LUIS IZQUIERDO ECHEVARRÍACoronel de Ingenieros del ET.

D. LUIS PUEYO PANDUROCoronel. Ingeniero Aeronáutico.

D. GUILLERMO VELARDE PINACHOGeneral de Brigada. Ingeniero Aeronáutico.

rLas ideas contenidas en este trabajo son de responsabilidad de sus autores, sin quereflejen necesariamente el pensamiento del IEEE qüe patrocina su publicación.

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