Apéndice - Comisión Nacional de Actividades Espaciales

CONAE
COMISIÓN NACIONAL DE ACTIVIDADES ESPACIALES
ANUNCIO DE OPORTUNIDAD
CONSTELACION MATUTINA: LANDSAT 7, EO-1,
SAC-C Y TERRA
APENDICE 1
1
Constelación Internacional para la Observación de la Tierra
NASA y CONAE firmaron el 14 de junio de 2000 la Enmienda al Memorandum de
Entendimiento para la Misión SAC-C, por la que este satélite integrará la
Constelación Matutina, compuesta por los satélites Landsat 7, EO-1, y TERRA de los
EEUU y el SAC-C de Argentina, que incluye sistemas de medición de Argentina,
Dinamarca, Francia, Japón, Italia y EEUU.
Los cuatro satélites tendrán la misma traza sobre la superficie terrestre, a una altura de
705 Km, con una inclinación de 98.21 grados, siendo la hora de cruce por el Ecuador
10:00, 10:01, 10:15 y 10:30 horas respectivamente (UTM, Universal Time).
Los satélites seguirán el World Wide Reference System, con un período de repetición
de 16 días que totalizan 233 revoluciones.
La Constelación incrementará la sinergía entre los diversos instrumentos, proveerá
nuevas capacidades de observación de la Tierra, explorará la utilidad de técnicas de
navegación autónoma y permitirá obtener imágenes de distinta resolución en
diferentes bandas espectrales por instrumentos de los cuatro satélites en forma casi
simultánea. También se podrán efectuar experiencias con la constelación de satélites
GPS de importancia para estudios atmosféricos, de navegación, control de actitud y
determinación de órbita.
En caso de desastres naturales, tales como incendios, inundaciones etc, ambas
agencias programarán los satélites para la adquisición de imágenes con la mayor
eficiencia posible.
Los datos provenientes de estos satélites podrán ser utilizados por investigadores
previamente seleccionados por CONAE para el desarrollo de sus investigaciones.
Los datos de algunos de los instrumentos serán recibidos en tiempo real en la Estación
Terrena Córdoba (ETC) y otros estarán disponibles en Argentina en un tiempo no
superior a tres semanas.
El SAC-C y el EO-1 serán puestos en órbita por el mismo lanzador Delta 2-7320 en
noviembre de 2000, el Landsat 7 y el Terra se encuentran operativos.
El objetivo de la Constelación es realizar observaciones de la Tierra que sean de
interés para los EEUU y para la Argentina, lo cual constituye una contribución directa
al Programa de la NASA de Ciencias de la Tierra y al Plan Espacial Nacional de la
CONAE.
A continuación se describen las características principales de cada satélite.
2
TRAZA TERRESTRE DE LOS SATELITES
DE LA CONSTELACION
SAC-C
MMRS
N
LANDSAT 7
ETM+
EO-1
ALI
Terra
MODIS
EO-1
Hyperion
EO-1
Atmospheric
Corrector
FIGURA 1
3
SATELITE TERRA ( Ex EOS AM 1)
Será la primer plataforma EOS ( Earth Observing System) y proveerá datos globales
sobre el estado de la atmósfera, tierra y océano y de las interacciones de cada una de
ellas con la radiación solar y entre ellas desde una única plataforma espacial.
Fue puesto en órbita en diciembre de 1999, en un vehículo Atlas IIAS, la órbita es
polar, la altura de 705 Km y la inclinación de 98.2 grados, nodo descendente 10:30
a.m., período: 98.88 minutos.
Las dimensiones son de 3.5 x 6.8 metros y su peso es de 5200 Kg., consume 2300
Watt en promedio. Fue diseñado para una vida media de 5 años.
El satélite está concebido como un centro de investigaciones, de modo que muchas de
sus conclusiones serán deducidas de los datos obtenidos por más de un instrumento.
Lleva a bordo cinco instrumentos: ASTER, CERES, MODIS, MISR, MOPITT para
mediciones georeferenciadas simultáneamente y para intercomparación de nuevas
técnicas de medición.

ASTER (Advanced
Radiometer)
Spaceborne
Thermal
Emission
and
Reflection
Obtendrá imágenes de la Tierra de alta resolución (15-90 m) en el visible e infrarrojo
cercano (VNIR), el infrarrojo de onda corta (SWIR) y el infrarrojo térmico (TIR).
Consiste de tres telescopios construidos en Japón, uno para cada zona espectral. Los
mismos son apuntables en dirección transversal con desviaciones del nadir que se
incluyen en la Tabla 1.
Es un sistema de alta resolución espacial, espectral y radiométrica. Comprende 14
bandas espectrales, con un ancho de barrido de 60 Km, las que se detallan en la Tabla
1.
No toma datos en forma continua sino durante 8 minutos por órbita.
Dado su alta resolución y posibilidad de variar el ángulo de visión el ASTER
producirá imágenes estereoscópicas.
Tiene variadas aplicaciones en geología y recursos no renovables, dada la elección de
sus bandas espectrales.
ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)
4
Swath:
60 km
Banda No
VNIR
+/-318 Km
1
2
3
Longitud de Onda (nm)
Resolución Espacial (m)
15
520-600
630-690
760-860
15
15
15
SWIR
+/- 116 Km
4
5
6
7
8
9
30
1600-1700
2145-2185
2185-2225
2235-2285
2295-2365
2360-2430
30
30
30
30
30
30
30
TIR
+/- 116 Km
10
11
12
13
14
8125-8475
8475-8825
8925-9275
10250-10950
10950-11650
90
90
90
90
90
TABLA 1
5

CERES ( Clouds and the Earth’s Radiant Energy System)
Consiste de dos radiómetros de banda ancha que medirán el balance de radiación
terrestre, estimando la radiación reflejada y emitida por la atmósfera desde la
superficie hasta el tope de la misma.
Proveerá estimaciones de las propiedades de las nubes tales como altura, espesor,
cantidad y tamaños de partículas. Estas mediciones son críticas para entender la
predicción del calentamiento global usando modelos climáticos.
Las mediciones son muy precisas, en el Terra habrá dos instrumentos idénticos, uno
que operará en la dirección de avance del satélite y el otro en un modo de barrido
biaxial. Este último mejorará la precisión de los modelos angulares empleados para
deducir el balance radiativo de la Tierra.

MISR ( Multiangle Imaging SpectroRadiometer)
MISR tomará imágenes de la Tierra simultáneamente en nueve direcciones distintas
desde el nadir hasta 70.5 grados en cuatro bandas distintas (azul, verde, rojo e
infrarrojo cercano), como se indica en la Tabla 2.
Las direcciones seleccionadas son: 0; 26.1; 45.6; 60 y 70.5 grados.
La posibilidad de tomar mediciones en ángulos tan distintos permite comprender
mejor el clima terrestre y como éste está variando, dado que se obtienen los valores de
luz solar dispersada en diferentes direcciones en condiciones naturales.
MISR monitoreará la cantidad y tipo de aerosoles atmosféricos, incluyendo los
naturales y los producidos por el hombre, la cantidad, tipo y altura de las nubes, la
distribución de cobertura terrestre incluyendo follaje.
El MISR toma datos durante la parte iluminada de la órbita, su ancho de barrido es de
360 Km, lo que permite barrer la superficie terrestre completa en un período de 9 días.
La resolución de los pixeles es de 275 metros fuera del nadir y de 250 metros en el
nadir.
MISR puede tomar imágenes en dos modos diferentes de resolución espacial, en el
modo local se seleccionan áreas de 300 Km de longitud que se observan a la máxima
resolución de 275 metros en todos los ángulos excepto el nadir en el que la resolución
es de 250 metros.
Sin embargo, la velocidad de transmisión de datos sería muy alta si el MISR trabajara
siempre en esta resolución máxima, por lo que fuera de estas zonas seleccionadas
(tipicamente 6 cada día), el instrumento opera en lo que se denomina modo global, en
que la Tierra es observada continuamente a menor resolución. Esto se logra
promediando muestras adyacentes, el promedio puede ser de 4 x 4, 1 x 4 o 2 x 2
pixeles, los que pueden ser seleccionados individualmente para cada cámara y bandas
espectrales.
Las bandas espectrales de las 9 cámaras están centradas en el azul (443 nm), verde
(555 nm), rojo (670 nm) y en el infrarrojo cercano (865 nm), como se indica en la
Tabla 2.
6
Las bandas en el rojo e infrarrojo cercano proveen identificación de la cobertura
vegetal debido a su posicionamiento sobre ambos lados del borde rojo que marca la
transición entre la absorción de la clorofila y la reflectancia de la celulosa. Estas dos
bandas son también útiles para el estudio de los aerosoles marinos, ya que el agua es
casi negra a esa longitud de onda.
La banda verde está cerca del máximo del espectro de la radiación solar, y por esto
será utilizado para propiedades de reflexión en banda ancha (albedo).
La banda azul provee información sobre la distribución del tamaño de los aerosoles.
Las cuatro bandas también proveen datos para estudios del color del océano a bajas
concentraciones del pigmento oceánico.
En resumen, las longitudes de onda del MISR han sido seleccionadas para evitar las
zonas de fuerte absorción de los gases atmosféricos y de las líneas de Fraunhofer del
Sol.
MISR ( Multiangle Imaging SpectroRadiometer)
Swath: 360 Km
Centro de la Banda
443
555
670
865
3.3 Mb/seg
Resolucion Espacial (m)
275 (off nadir)-250 nadir
275 (off nadir)-250 nadir
275 (off nadir)-250 nadir
275 (off nadir)-250 nadir
TABLA 2

MODIS ( MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer)
Es uno de los instrumentos más importantes del satélite, hará observaciones de cada
zona de la Tierra cada 1-2 días en 36 bandas espectrales corregistradas, entre 0.4 y
14.4  con resolución moderada (250 metros dos bandas, 500 metros cinco bandas y
1 Km 29 bandas) y una alta resolución radiométrica, aplicables a cobertura terrestre,
temperaturas superficiales de la Tierra y océanos, nubes, aerosoles, vapor de agua,
perfiles de temperatura e incendios. Los datos figuran en la Tabla 3.
Tiene un ancho de barrido de 2330 Km y proveerá imágenes de alta resolución
radiométrica de la radiación reflejada diurna y de la emisión térmica diurna y
nocturna. Opera continuamente durante el día y la noche. Durante el día colecta datos
de todas las bandas y en la noche sólo las correspondientes al térmico. El instrumento
es calibrado periódicamente usando los tres calibradores internos (difusor solar,
cuerpo negro y visión al espacio).
MODIS medirá:
Temperatura superficial (de la tierra y los océanos) y detección de incendios
Color del océano
Mapas de vegetación global y detección de cambios
Características de las nubes
7
Concentración de aerosoles y propiedades
Corrientes oceánicas
Cobertura de nieves
Los datos son transmitidos en tiempo real en banda X y serán colectados y
preprocesados en la ETC.
8
MODIS ( MODerate resolution Imaging Spectroradiometer)
Swath:
2330 Km
Banda No
1
Longitud de onda (nm)
620-670
Resolución Espacial (m)
250
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
26
20
21
22
23
24
25
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
841-876
459-479
545-565
1230-1250
1628-1652
2105-2155
405-420
438-448
483-493
526-536
546-556
662-672
673-683
743-753
862-877
890-920
931-941
915-965
1360-1390
3660-3840
3929-3989
3929-3989
4020-4080
4433-4498
4482-4549
6535-6895
7175-7475
8400-8700
9580-9880
10780-11280
11770-12270
13185-13485
13485-13785
13785-14085
14085-14385
250
500
500
500
500
500
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
1000
TABLA 3
9

MOPITT ( Measurements Of PollutIon in the Troposphere)
Es un instrumento diseñado para aumentar nuestro conocimiento de la atmósfera baja
y en particular observar como interactúa con la biosfera terrestre y oceánica.
Está especialmente destinado al estudio de la distribución, transporte, fuentes y
sumideros de monoxido de carbono y metano en la troposfera.
MOPITT es un radiómetro que tiene un ancho de barrido de 640 Km y una resolución
en el nadir de 22 Km. Utiliza correlación de espectroscopía gaseosa para medir
radiación infrarroja ascendente y reflejada en tres bandas de absorción del monóxido
de carbón y del metano. En la Tabla 4 se indica las características de las bandas.
El instrumento adquiere datos en forma continua, tanto de día como de noche. Se
calibra utilizando un cuerpo negro situado a bordo y enfocando al espacio durante
cada barrido normal. Una vez al mes se realiza una calibración más cuidadosa
utilizando una mayor temperatura del cuerpo negro.
Los datos del MOPITT se usarán para:
 Medir y modelar las concentraciones de metano y monoxido de carbono en la
troposfera.
 Obtener perfiles de monóxido de carbono con una resolución horizontal de 22 Km
y vertical de 3 Km con una precisión del 10 %.
 Medir la columna de metano en la troposfera con una resolución de 22 Km y una
precisión mejor del 1 %.
 Generar mapas globales de distribución de metano y monoxido de carbono.
MOPITT ( Measurements Of PollutIon in the Troposphere)
Swath:
640 km
Band
1
2
3
25Kb/seg
Centro de la Banda ()
2.3
Resolución Espacial
22 Km
2.4
4.7
22 Km
22 Km
TABLA 4
10
SATELITE EO-1
Su propósito es validar tecnología de avanzada para nuevas misiones Landsat, de
menor costo y peso considerando la tendencia hacia satélites de menores dimensiones,
que permitan incrementar la calidad y cantidad de las misiones.
Forma parte del Programa de la NASA para El Nuevo Milenio y es una muestra de las
nuevas tecnologías que serán aplicadas para misiones posteriores al Landsat 7.
El EO-1 será puesto en órbita por el mismo lanzador que el SAC-C, en noviembre de
2000, a una altura de 705 Km, cruzando el Ecuador 1 minuto después del Landsat 7.
Pesa 529 Kg.
El satélite está previsto para dos años de vida media, si bien NASA se propone
operarlo presuntivamente durante un período menor.
Los instrumentos a bordo son el ALI (Advanced Land Imager), AC (Atmospheric
Corrector) y el Hyperion ( Hyperspectral Imaging Spectrometer), cuyas características
principales se muestran en la Tabla 5.
ALI: es el instrumento primario del satélite EO 1. Está diseñado para reemplazar al
ETM+ en futuras misiones Landsat.
Tiene 10 bandas espectrales entre 0.4 y 2.5 micrones, 30 metros de resolución y 10
metros en el pancromático. El ancho de barrido es de 36 Km y con cinco unidades
cubre 180 Km.
Es un barredor tipo "pushbroom", con óptica liviana de carburo silicio.Se calibra con
el sol, la luna y una lámpara auxiliar.
El hecho de que su ancho de barrido sea de 36 Km, se debe a que solo está equipado
con un conjunto de sensores, aunque está diseñado para cinco conjuntos, por lo cual
en futuras misiones se cubrirán los 180 Km de las imágenes Landsat.
Hyperion: tiene 220 bandas espectrales entre 0.4 y 2.5 micrones, con 30 metros de
resolución y 7.5 Km de barrido. Se calibra con el sol, la luna y una lámpara auxiliar.
La disponibilidad de imágenes hiperespectrales permite desarrollar nuevas líneas de
investigación.
11
AC: Será el primer corrector espacial de imágenes satelitales por efecto de la
variabilidad del contenido de vapor de agua y aerosoles en la atmósfera. Es un
instrumento con resolución moderada (250 metros), un ancho de barrido de 185 Km y
un cubrimiento espectral de 0.85 a 1.5 micrones.
Está diseñado para obtener una corrección óptima de imágenes de alta resolución
espacial, y será aplicable a la corrección por efecto de la atmósfera de las imágenes de
las cámaras del SAC-C y otros satélites.
El problema de la corrección atmosférica de imágenes satelitales es de particular
importancia en el caso de imágenes del océano, ya que el brillo del mismo es muy
inferior al de las zonas terrestres, por lo que el efecto de los aerosoles y moléculas de
la atmósfera es de gran importancia en los resultados obtenidos, de modo tal que una
corrección precisa permitirá desarrollar nuevos estudios.
CARACTERISTICAS DE LOS INSTRUMENTOS DEL EO-1
Parámetros
Rango Espectral
Resolución Espacial
Ancho de Barrido
Resolución Espectral
Cobertura Espectral
Resolución Pancromática
Número Total de Bandas
Landsat 7
ETM+
0.4-2.4 
30 m
185 Km
Variable
Discreta
15 m
7
EO-1
ALI
0.4-2.4 
30 m
35 Km
variable
Discreta
10 m
10
EO-1
HYPERION
0.4-2.5 
30 m
7.5 Km
10 nm
Continua
N/A
220
EO-1
AC
0.9-1.6 
250 m
185 Km
3-9 nm
Continua
N/A
256
TABLA 5
12
LANDSAT 7
Continúa la serie Landsat y fue puesto en órbita en Junio de 1999.
Tiene un peso de 2126 Kg, su órbita es heliosincrónica a una altura de 705 Km con
una revisita de 16 días.
El único instrumento es el ETM+, el que apunta al nadir.
Emplea banda S para telemetría y control y banda X para la transmisión de las
imágenes.
Un grabador de estado sólido de 378 Gbit de memoria puede almacenar 42 minutos de
datos y 29 horas de telemetría.
El tamaño de la escena es de 183 Km x 170 Km.
Las dimensiones del satélite son de 4.07 x 2.08 metros de diámetro.
El sensor ETM+ es una mejora el TM empleado por la serie Landsat con la adición de
una banda pancromática, dos rangos de ganancia, una mejor resolución espacial en la
banda térmica y la inclusión de dos calibradores solares.
El ETM+ posee ocho bandas que pueden obtener imágenes de alta resolución de la
superficie terrestre, el ancho de barrido es de 185 Km, la resolución espacial es de 30
m en multiespectral y 15 m pancromática, sus características pueden verse en la Tabla
6.
Los objetivos principales de la Misión Landsat son:
 Dar continuidad a los datos de los satélites anteriores de la serie.
 Ofrecer un cubrimiento repetitivo de la Tierra cada 16 días.
 Construir y mantener un archivo actualizado de imágenes libres de nubes de toda
la superficie terrestre.
 Promover investigaciones interdisciplinarias con otras observaciones del EOS en
particular con las del Terra
Las principales aplicaciones de las imágenes Landsat son:
 Agricultura
 Forestación
 Cambio del uso de la tierra
 Desertificación
 Recursos hídricos
 Geología
 Silvicultura
13
CARACTERISTICAS DEL ETM+
Banda
1
2
3
4
5
6
7
Pan
Rango Espectral
(nm)
450-515
525-605
630-690
750-900
1550-1750
10400-12500
2090-2350
520-900
Resolución Espacial
(m)
30
30
30
30
30
60
30
15
Ancho de Barrido
( Km)
183
183
183
183
183
183
183
183
TABLA 6
14
Misión SAC-C
El SAC-C es el primer satélite argentino de observación de la Tierra, diseñado para el
estudio de ecosistemas terrestres y marinos, el monitoreo de la temperatura y
contenido de vapor de agua de la atmósfera, la medición del campo magnético
terrestre, estudios de la estructura y dinámica de la atmósfera e ionósfera y la
determinación de componentes de onda larga del campo gravitatorio terrestre.
El SAC-C, un satélite de 485 Kg, será puesto en órbita circular, cuasi polar heliosincrónica a 705 Km de altura por el lanzador Delta 2-7320 de la National
Aeronautics and Space Administration (NASA). La hora de pasada del satélite (hora
local del nodo descendente) será 10:21 +/- 6 minutos. Un sistema de propulsión
instalado a bordo garantizará el mantenimiento de la órbita requerida por un tiempo
no menor de 4 años.
La carga principal del SAC-C está compuesta de un barredor multiespectral de
resolución media (Multispectral Medium Resolution Scanner - MMRS), provisto por
CONAE, un conjunto de magnetómetros para mediciones escalares y vectoriales del
campo magnético terrestre (Magnetic Mapping Payload - MMP) desarrollado y
construido por un consorcio formado por NASA/JPL y el Danish Space Research
Institute (DSRI) y un receptor GPS de posicionamiento global (Gps OccuLtation and
Passive reflection Experiment-GOLPE), provisto por el JPL/ NASA.
Adicionalmente, el SAC-C dispone de una cámara pancromática de una resolución de
35 metros (HRTC), una cámara de sensibilidad alta (HSTC) desarrolladas por
CONAE, dos cargas de ensayos tecnológicos provistos por Italia para experimentos
de navegación y control de órbita, un instrumento francés para determinar el efecto de
partículas de alta energía en componentes electrónicos de última generación (ICARE),
un experimento argentino para determinar la ruta migratoria de la ballena Franca
Austral (Whale Tracker), y un sistema de recolección de datos ambientales (DCS)
constituido por un sistema de estaciones distribuidas en el territorio nacional.
La Agencia Espacial Italiana (ASI) proveerá parte de los paneles solares del SAC-C.
Los datos del SAC-C serán adquiridos en la Estación Terrena Córdoba del Centro
Espacial Teófilo Tabanera (CETT), desde donde, además se realizará el control de la
Misión.
También se dispondrá de al menos tres estaciones secundarias de bajo costo
ubicadas en distintas regiones del país, las que permitirán obtener en tiempo real
imágenes de baja resolución de la cámara MMRS.
15
DESCRIPCION DE LOS INSTRUMENTOS
A bordo del SAC-C se instalarán diez instrumentos que se utilizarán para llevar a
cabo diversos estudios relacionados con las Ciencias de la Tierra y la Atmósfera y
experimentos tecnológicos con el objeto de mejorar el desarrollo de futuras misiones
espaciales.
2. Sección [2] CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS INSTRUMENTOS
2.1
OBJETIVO
El objetivo general de la misión es la observación de la tierra desde el espacio y la
eficiente distribución de los datos para la atención de problemas regionales.
2.2
2.2.1
CAMARA MMRS
Características operativas del sistema
El MMRS (Barredor Multiespectral de Resolución Media o Multispectral Medium
Resolution Scanner) es un barredor electrónico con capacidad de detección en 5
bandas del espectro electromagnético.
El tamaño del pixel en tierra es de 175 ó 350 metros seleccionables.
Sus bandas espectrales fueron seleccionadas para satisfacer requerimientos de uso en
tierra y aguas costeras e interiores.
Permite la transmisión de datos en tiempo real o bien almacenar imágenes, y datos
auxiliares en un grabador de estado sólido a bordo.
El almacenamiento a bordo, realiza compresión de datos, por lo que la capacidad del
grabador de almacenar imágenes, depende de la relación de compresión lograda que a
su vez es función de la entropía de las mismas. La máxima capacidad de
almacenamiento estimada, es:
Compresión
Máx. Imagen almacenada
relación de compresión 4:1 360 x 5600 Km.
relación de compresión 10:1 360 x 12.000 Km.
La MMRS tiene dos modos de operación, el normal cuya resolución es de 175 metros
y cuyos datos son recibidos en la Estación Terrena de Córdoba a 3.774 Mbit/seg. El
modo de baja resolución, cuyo pixel es de 350 metros, permite que estaciones
receptoras mucho más sencillas adquieran las imágenes en tiempo real a 0.943
Mbit/seg. CONAE instalará tres de estas estaciones en sitios a definir. Este modo de
operación es de utilidad para Institutos de Investigación, Universidades y Escuelas.
2.2.2 Geometría
La resolución geométrica es seleccionable, entre 175 ó 350 metros en ambas
direcciones, dependiendo del canal de enlace de radiofrecuencia.
Para enlace en banda X:
175 metros
(con estación principal)
Para enlace en banda S:
350 metros
(con estaciones secundarias)
Las dimensiones del pixel se mantienen constantes fuera del nadir y solamente
presentarán mínimas variaciones (< 1%) debido a la actitud del satélite.
Ancho de barrido: 360 Km
16
Precisión geométrica: mejor que 1 pixel especificada (0.5 pixel deseada)
Corregistración entre bandas: < 0.5 pixel
Corregistración multitemporal: 1 pixel
Por tratarse de un barredor tipo “Push Broom”, MMRS tiene un ancho de barrido
constante de 360 Km. El largo de la imagen, depende solamente de los instantes de
inicio y fin de la toma, estando éstos limitados solamente por la capacidad del
grabador a bordo, para el caso de imágenes almacenadas. Para la transmisión en
tiempo real, la limitación está dada por el tiempo que el satélite se mantenga en
visibilidad del segmento terreno.
2.2.3
Radiometría
Las Bandas MMRS son:
Banda #1 : 480 - 500 nm
azul verdoso
Banda #2 : 540 - 560 nm
verde
Banda #3 : 630 - 690 nm
rojo
Banda #4 : 795 - 835 nm
IR cercano (NIR)
Banda #5 : 1550 - 1700 nm IR medio de onda corta (SWIR)
Rango dinámico total > 2000:1
Rango dinámico por toma: >256 :1
Ruido: < 2 DN (para todas las ganancias)
Para optimizar los rangos dinámicos de la imagen, MMRS dispone de la facilidad de
ajustar su ganancia, tiempo de integración y nivel de negro, en forma independiente
en sus 5 bandas.
MMRS dispondrá de facilidades de calibración radiométrica a bordo, a fin de
mantener actualizada la calibración absoluta pre-lanzamiento realizada en laboratorio.
Adicionalmente, está previsto un programa de validación terrestre a fin de ajustar los
valores de radiometría exoatmósfera a los terrestres.
Precisión de la calibración radiométrica: < 7%
Calibración interbanda : <5 %
2.2.4
Imágenes y niveles de procesamiento
N1:Este producto consiste en un archivo en el que solamente se corrige la radiometría
propia del sistema, en base a las calibraciones pre vuelo de tierra y sus actualizaciones
a bordo, en base a difusión solar.
N2: Estos productos consisten en archivos con las mismas características y
correcciones radiométricas de los niveles N1 a los que se adiciona la corrección
geométrica debida a alteraciones del sistema (actitud del satélite). Se corrige en este
nivel alteraciones de cabeceo, rotación, deriva, altura y velocidad del SAC-C. Las
correcciones se basan en la determinación de actitud y estado orbital post facto
realizadas en el Centro de Control de Misión SAC-C.
N3: Se adiciona en estos productos la corrección geométrica de curvatura terrestre,
distorsión panorámica y orientación al norte.
N4: Este producto consiste en un archivo de una imagen obtenida inclinando el
satélite para una revisita de 2 o 7 días, en el que solamente se corrige la radiometría
17
propia del sistema, en base a las calibraciones pre vuelo de tierra y sus actualizaciones
a bordo, en base a difusión solar.
N5: Estos productos consisten en archivos con las mismas características y
correcciones radiométricas de los niveles N4 a los que se adiciona la corrección
geométrica para lograr la cuadratura del pixel.
N6: Acorde a los proyectos que se seleccionen del presente AO podría considerarse la
elaboración de productos especiales.
2.3
2.3.1
CAMARA HRTC
Características operativas del sistema
La HRTC (Cámara Tecnológica de Alta Resolución o High Resolution Technological
Camera ) es un barredor electrónico con capacidad de detección en el espectro visible.
El tamaño del pixel en tierra es de 35 metros.
Esta cámara permitirá mejorar la resolución de algunas secciones de las imágenes
MMRS.
Permite almacenar imágenes, y datos auxiliares en un grabador de estado sólido a
bordo.
Los datos son almacenados en su propia memoria de estado sólido cuya capacidad
permite grabar una imagen de 90 km. x 1150 km.
El enlace para la recepción de datos se realiza a través de transmisor en Banda X.
La obtención de imágenes es realizada por comandos en tiempo diferido.
2.3.2
Geometría
La resolución geométrica es de 35 metros en ambas direcciones.
Las dimensiones del pixel se mantienen constantes fuera del nadir y solamente
presentarán mínimas variaciones (< 1%) debido a la actitud del satélite.
Ancho barrido: 90 Km.
Precisión geométrica: mejor que 1 pixel especificada (0.5 pixel deseada)
Corregistración multitemporal: 1 pixel
Por tratarse de un barredor tipo “Push Broom”, la HRTC tiene un ancho de barrido
constante de 90 Km. El largo de la imagen, depende solamente de los instantes de
inicio y fin de la toma, estando éstos limitados solamente por la capacidad del
grabador a bordo.
2.3.3
Radiometría
La Banda de la HRTC es pancromática de 400 a 900 nm.
Rango dinámico total > 2000:1
Rango dinámico por toma: >256 :1
Ruido: < 2 DN (para todas las ganancias)
Para optimizar los rangos dinámicos de la imagen, la HRTC dispone de la facilidad de
ajustar su ganancia, tiempo de integración y nivel de negro por comando desde tierra.
18
2.4
CAMARA HSTC
Esta cámara ha sido diseñada con el objeto de realizar estudios de intensidad de
iluminación en áreas urbanas, presencia de tormentas eléctricas, incendios sobre todo
en áreas forestadas, y también de la dinámica y evolución de auroras polares.
La misma tiene un ancho de barrido de 700 Km y observará durante el paso nocturno
del satélite por el territorio nacional (aproximadamente 22 hs 30 m) La resolución
espacial es de 300 metros y la a sensibilidad es de 0.1 de saturación con una fuente
puntual de 2 Kw, equivalente a 78 W/Dn.
Puede funcionar en tiempo real o almacenado y opera entre 450 -850 m.
2.5 SISTEMA DE RECOLECCION DE DATOS DCS.
El sistema DCS es un sistema de recolección de datos en tierra, a través de estaciones
de bajo costo, que permite la lectura de parámetros ambientales tales como:
hidrométricos, de control de contaminación, temperatura, humedad, velocidad y
dirección de vientos, humedad de suelos, profundidad de napa freática, de radiación
solar, etc.
Las estaciones pueden estar localizadas en cualquier punto geográfico. Dichas
estaciones tiene una lógica programable que permite la lectura de una amplia
variedad de sensores a ser definidos por los usuarios. Los intervalos de medición
también son programables a pedido de los usuarios. Los datos adquiridos son
almacenados en una memoria de estado sólido.
Cada estación es interrogada una vez por día por el satélite y transmite los datos
almacenados al mismo.
CONAE, posteriormente realizará la distribución de estos datos a cada usuario
diariamente.
La velocidad de transmisión de datos al satélite es de 4800 bits por segundo.
El enlace se realiza a través de un receptor y un transmisor en Banda UHF.
La capacidad de almacenamiento está limitada por el tiempo de transmisión al satélite,
el cual es de 4 segundos.
Las estaciones pueden ser alimentadas por baterías, por red eléctrica u otros medios.
Las mismas también admiten diversos tipos de interfaces standar con los sensores.
Las estaciones del sistema DCS han sido desarrolladas en CONAE y un primer
prototipo se encuentra en construcción.
Entre 180 y 400 estaciones pueden ser interrogada por el SAC-C durante una pasada,
dependiendo de la cantidad de datos almacenados en las mismas.
CONAE instalará 50 estaciones de recolección de datos, distribuidas en todo el país,
cuyos sensores serán definidos de acuerdo a los proyectos presentados como respuesta
al Anuncio de Oportunidad para la Misión SAC-C.
19
Otros usuarios cuya respuesta a este AO sea aprobada podrán instalar sus propias
estaciones, quedando a cargo de CONAE la recolección y distribución de los datos
provenientes del SAC-C.
2.5 EXPERIMENTO GOLPE
Entre los instrumentos incluídos en la Misión SAC-C se encuentra el Gps
OccuLtation and Passive reflection Experiment (GOLPE), provisto por NASA/JPL.
El GOLPE consiste en un receptor TurboRogue III GPS, provisto con cuatro antenas
independientes de alta ganancia apuntando a direcciones distintas: zenith, nadir, y las
direcciones de la velocidad del satélite y su opuesta. El objectivo de este instrumento
es registrar las señales GPS directas, refractadas y reflejadas por la Tierra recibidas
por el SAC-C. El GPS TurboRogue III es capaz de proporcionar información de la
posición del satélite con precisión mejor que un decímetro y del tiempo con error
menor que 1 nanosegundo después de un procesamiento en que se emplea el sistema
de referencia global IGS. Esta capacidad de posicionamiento puede emplearse para
medir la componente de onda larga del campo gravitatorio terrestre.
Las dos antenas de alta ganancia que apuntan en la dirección de movimiento del
satélite recibirán señales de satélites del sistema GPS que aparezcan y se oculten en el
limbo terrestre permitiendo el uso de técnicas de ocultación GPS para determinar la
temperatura atmosférica y el contenido de vapor de agua con una frecuencia de hasta
500 muestras por día uniformemente distribuídas sobre la Tierra. La antena apuntada
en dirección al nadir será utilizada para captar las señales GPS reflejadas por la
superficie terrestre permitiendo caracterizar la elevación y rugosidad de la misma,
aplicables a la determinación de la circulación oceánica y los vientos superficiales.
La posibilidad de operar en dos frecuencias del receptor TurboRogue permite la
determinación del contenido total de electrones en la ionósfera (TEC) sobre las
direcciones directa, refractada y reflejada de las señales proporcionando datos
valiosos para la determinación de la estructura ionosférica. La posibilidad de medir el
contenido total de electrones en la ionósfera resulta un complemento importante para
las mediciones del MMP, dado que en conjunto proporcionarán información de las
corrientes y conductividades ionosférica y magnetosférica. Los perfiles de
temperatura estratosférica, basadas en técnicas de ocultación pueden revelar
interacciones entre los campos de estas temperaturas y el calentamiento por efecto
Joule de las corrientes ionosféricas las que son especialmente variables durante
tormentas geomagnéticas.
El perfil de la misión SAC-C permitirá obtener datos durante el máximo del presente
ciclo de actividad solar. Los datos mejorarán las estimaciones del retraso ionosférico
el cual degrada la precisión de radares para altimetría de una sola frecuencia como
los de los satélites ERS-1/2 y GEOSAT.
2.5
EXPERIMENTO MMP
El Magnetic Mapping Payload ( MMP), fue desarrollado por el Danish Space
Research Institute y NASA/JPL.
20
El MMP, efectuará mediciones del campo magnético terrestre con la precisión
obtenida en los Observatorios dedicados a esa finalidad.
Consiste de un magnetómetro vectorial ( CSC) y uno escalar ( SHM). El vectorial está
instalado en un banco óptico junto a una cámara estelar no magnética que permite
determinar la intensidad del campo magnético terrestre en sus tres direcciones.
El SHM está ubicado en el extremo de un mástil desplegable de 8 metros y permite
realizar la calibración absoluta del magnetómetro vectorial con una precisión del
orden de 1 nT.
Los objetivos principales del MMP son:
1- Efectuar mediciones del campo magnético terrestre de gran precisión y sensibilidad
con la finalidad de:
 Determinar modelos de los campos magnéticos principales y sus variaciones
seculares.
 Estudiar las propiedades físicas del núcleo terrestre.
 Estudiar la conductividad eléctrica del manto.
 Investigar correlaciones entre los campos geomagnéticos y las variaciones de la
duración del día.
 Estudiar la estructura litosférica y su evolución.
2- Estudiar la interacción entre el campo magnético terrestre y el viento solar con la
finalidad de:
 Estudiar la estructura y variabilidad de campos y corrientes de gran altura..
 Investigar relaciones entre la dirección del campo y corrientes ionosféricas.
 Determinar los campos magneticos externos en función del tiempo local, la
estación y las condiciones del viento solar.
 Determinar características ionosféricas de procesos
localizados en la
magnetósfera externa.
El Magnetic Mapping Payload está compuesto de los siguientes elementos:
 Cámara Estelar ( cámara + electrónica)
 Magnetómetro Vectorial (CSC) ( sensor + electrónica), provisto por DSRI.
 Magnetómetro Escalar de Helio ( SHM) ( sensor + electrónica ), provisto por
JPL.
 Subsistema de Potencia.
 Computadora de Control.
 Mastil desplegable de 8 metros, mecanismos de liberación y despliegue.
CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL MMP
Peso Total del MMP
Potencia Consumida
Rango del SHM
Precisión Absoluta del SHM
27.9 kg
34 Watt
20,000-70,000 nT
1 nT
21
Velocidad de Muestreo del
SHM
Rango del CSC
Resolución del CSC
Velocidad de Muestreo del
CSC
Precisión Cámara Estelar
Precisión del Sistema
2 Hz
+/- 65,000 nT
0.1 nT
20 Hz / 100 Hz
Mejor que 2 arcsec
0.5 nT/componente
SEGMENTO TERRENO
El segmento terreno del SAC-C estará ubicado en el Centro Espacial Teófilo
Tabanera situado en la Pcia. De Córdoba.
Se usará una antena parabólica de 13 m de diámetro en banda S para efectuar la
Telemetría, el Telecomando y Control (TTyC) del satélite y para bajar datos de
memoria central. La misma antena se utilizará en banda X para recepcionar las
imágenes de alta resolución de la cámara MMRS en tiempo real y almacenadas y para
las imágenes de la cámara HRTC.
Se usarán estaciones de bajo costo, desarrolladas por CONAE, para imágenes MMRS
de baja resolución en tiempo real. Estas antenas se distribuirán en varios centros de
investigación, universidades y escuelas en Argentina.
22
Ventajas de integrar la constelación

Posibilidad de tener escenas del visible al IR con resoluciones de 15 m a 1 Km

Posibilidad de acceso a instrumentos a bordo del Landsat 7, EO- 1, y TERRA que
incluyen el ALI, HYPERION, MODIS, ASTER Y MISR.

Los científicos tendrán la oportunidad de acceder a los datos de otros satélites y
participar en estudios conjuntos.

Las características de ancho de barrido y resolución espacial de la MMRS se
complementan con las del MODIS y MISR del satélite TERRA, proveyendo una
cobertura casi continua de Argentina con resoluciones mejores que 500 metros. La
posibilidad de apuntamiento del SAC-C y el ASTER permiten imágenes de alta
resolución en caso de desastres naturales.

Los datos del GOLPE serán enriquecidos por los del MODIS, posibilitando
estudios de aerosoles y de interacción entre la tierra, la atmósfera y el océano.

La combinación de imágenes de MMRS, HRTC con ASTER y MISR permitirán
estudios estereoscópicos.

Dado que tanto el EO-1 como el SAC-C poseen GPS, se podrán realizar
experiencias de navegación autónoma de una constelación lo que es una nueva
tecnología.
23