OSTM/Jason-2

OSTM/Jason-2 , o misión de topografía de la superficie oceánica/ satélite Jason-2, ^{[ 1 ]} fue una misión conjunta internacional de altimetría satelital de observación de la Tierra para mediciones de la altura de la superficie del mar entre la NASA y el CNES . Fue el tercer satélite de una serie iniciada en 1992 por la misión TOPEX/Poseidon de la NASA/CNES ^{[ 2 ]} y continuada por la misión Jason-1 de la NASA/CNES lanzada en 2001. ^{[ 3 ]}

Al igual que sus dos predecesores, OSTM/Jason-2 utilizó altimetría oceánica de alta precisión para medir la distancia entre el satélite y la superficie del océano con una exactitud de pocos centímetros. Estas observaciones tan precisas de las variaciones en la altura de la superficie del mar —también conocidas como topografía oceánica— proporcionan información sobre el nivel global del mar , la velocidad y la dirección de las corrientes oceánicas y el calor almacenado en el océano.

La misión Jason-2 fue construida por Thales Alenia Space utilizando una plataforma Proteus , bajo contrato con el CNES, al igual que su instrumento principal, el altímetro Poseidon-3 (sucesor de los altímetros Poseidon y Poseidon 2 a bordo de TOPEX/Poseidon y Jason-1 ). Los científicos consideran que el registro de datos climáticos de más de 15 años que amplió esta misión es fundamental para comprender cómo la circulación oceánica está vinculada al cambio climático global .

OSTM/Jason-2 fue lanzado el 20 de junio de 2008, a las 07:46 UTC , desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 2W en la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en California , por un cohete Delta II 7320. ^{[ 4 ]} La nave espacial se separó del cohete 55 minutos después. ^{[ 5 ]}

Se colocó en una órbita circular no heliosíncrona de 1336 km (830 mi) con una inclinación de 66,0° respecto al ecuador terrestre , lo que le permite monitorear el 95 % del océano libre de hielo de la Tierra cada 10 días. Jason-1 se trasladó al lado opuesto de la Tierra con respecto a Jason-2 y ahora sobrevuela la misma región del océano que Jason-2 sobrevoló cinco días antes. ^{[ 6 ]} Las trayectorias terrestres de Jason-1 se encuentran a medio camino entre las de Jason-2, que están separadas por unos 315 km (196 mi) en el ecuador. Esta misión en tándem intercalada proporcionó el doble de mediciones de la superficie del océano, lo que permitió observar características más pequeñas, como remolinos oceánicos. La misión en tándem también ayudó a allanar el camino para una futura misión de altimetría oceánica que recopilaría datos mucho más detallados con su único instrumento que los dos satélites Jason juntos.    

Con OSTM/Jason-2, la altimetría oceánica pasó de la investigación al modo operativo. La responsabilidad de recopilar estas mediciones pasó de las agencias espaciales a las agencias mundiales de predicción meteorológica y climática, que las utilizan para la predicción meteorológica y climática a corto, mediano y largo plazo. ^{[ 7 ]}

• Ampliar la serie temporal de mediciones de la topografía de la superficie oceánica más allá de TOPEX/Poseidon y Jason-1 para completar dos décadas de observaciones.
• Proporcionar un mínimo de tres años de mediciones de la topografía de la superficie oceánica global.
• Determinar la variabilidad de la circulación oceánica en escalas de tiempo decenales a partir del registro de datos combinados de TOPEX/Poseidon y Jason-1.
• Mejorar la medición de la circulación oceánica promediada en el tiempo.
• Mejorar la medición del cambio global del nivel del mar.
• Mejorar los modelos de mareas en mar abierto

Los altímetros radar espaciales han demostrado ser herramientas excelentes para cartografiar la topografía de la superficie oceánica, es decir, las colinas y los valles de la superficie del mar. Estos instrumentos envían un pulso de microondas a la superficie del océano y miden el tiempo que tarda en regresar. Un radiómetro de microondas corrige cualquier retraso que pueda ser causado por el vapor de agua en la atmósfera . También se requieren otras correcciones para tener en cuenta la influencia de los electrones en la ionosfera y la masa de aire seco de la atmósfera. La combinación de estos datos con la ubicación precisa de la nave espacial permite determinar la altura de la superficie del mar con una precisión de pocos centímetros (aproximadamente una pulgada). La intensidad y la forma de la señal de retorno también proporcionan información sobre la velocidad del viento y la altura de las olas oceánicas. Estos datos se utilizan en modelos oceánicos para calcular la velocidad y la dirección de las corrientes oceánicas , así como la cantidad y la ubicación del calor almacenado en el océano, lo que, a su vez, revela las variaciones climáticas globales . ^{[ 8 ]}

Otro instrumento a bordo de Jason-2 es el T2L2 (Transferencia de Tiempo por Enlace Láser). El T2L2 se utiliza para sincronizar los relojes atómicos en las estaciones terrestres y para calibrar el reloj a bordo del instrumento DORIS de Jason-2. El 6 de noviembre de 2008, el CNES informó que el instrumento T2L2 funcionaba correctamente. ^{[ 9 ]}

OSTM/Jason-2 fue un esfuerzo conjunto de cuatro organizaciones. ^{[ 10 ]} Los participantes de la misión fueron:

• Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA)
• Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ( NASA )
• Centro Nacional de Estudios Espaciales ( CNES ) de Francia
• Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos (EUMETSAT)

El CNES proporcionó la nave espacial, la NASA y el CNES proporcionaron conjuntamente los instrumentos de carga útil, y el Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA en el Centro Espacial Kennedy fue responsable de la gestión del lanzamiento y las operaciones de cuenta regresiva. Después de completar la puesta en servicio en órbita de la nave espacial, el CNES transfirió la operación y el control de la nave espacial a la NOAA en octubre de 2008. ^{[ 11 ]}

El CNES procesó, distribuyó y archivó los productos de datos de calidad para investigación que estuvieron disponibles en 2009. EUMETSAT procesó y distribuyó los datos operativos recibidos por su estación terrestre a usuarios en Europa y los archivó. La NOAA procesó y distribuyó los datos operativos recibidos por sus estaciones terrestres a usuarios fuera de Europa y los archivó junto con los productos de datos del CNES. Tanto la NOAA como EUMETSAT generaron productos de datos casi en tiempo real y los distribuyeron a los usuarios.

La NASA evaluó el rendimiento de los siguientes instrumentos: el Radiómetro Avanzado de Microondas (AMR), la carga útil del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y el Conjunto Retroreflector Láser (LRA). La NASA y el CNES también validaron conjuntamente los productos de datos científicos. El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena, California , gestionó la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington, D.C.

Las dos misiones de altimetría anteriores, TOPEX/Poseidon y Jason-1 , propiciaron importantes avances en la oceanografía física y en los estudios climáticos. ^{[ 12 ]} Su registro de datos de 15 años sobre la topografía de la superficie oceánica brindó la primera oportunidad de observar y comprender el cambio global de la circulación oceánica y el nivel del mar. Sus resultados mejoraron la comprensión científica del papel del océano en el cambio climático y las predicciones meteorológicas y climáticas. Los datos de estas misiones se utilizaron para mejorar los modelos oceánicos, pronosticar la intensidad de los huracanes e identificar y rastrear grandes fenómenos océano-atmósfera como El Niño y La Niña . Los datos también se utilizaron en aplicaciones cotidianas tan diversas como la planificación de rutas marítimas, la mejora de la seguridad y la eficiencia de las operaciones de la industria offshore, la gestión de la pesca y el seguimiento de mamíferos marinos.

Algunas de las áreas en las que TOPEX/Poseidon y Jason-1 han realizado importantes contribuciones, ^{[ 13 ]} y a las que OSTM/Jason-2 continuó añadiendo, son:

• variabilidad oceánica

Las misiones revelaron la sorprendente variabilidad del océano, cuánto cambia de una estación a otra, de un año a otro, de una década a otra e incluso en escalas de tiempo más largas. Acabaron con la noción tradicional de un patrón cuasiestacionario y a gran escala de la circulación oceánica global al demostrar que el océano está cambiando rápidamente en todas las escalas, desde enormes fenómenos como El Niño y La Niña, que pueden abarcar todo el Pacífico ecuatorial, hasta pequeños remolinos que se forman a partir de la gran Corriente del Golfo en el Océano Atlántico .

• cambio del nivel del mar

Las mediciones realizadas por TOPEX/Poseidon y Jason-1 muestran que el nivel medio del mar ha estado subiendo unos 3  mm (0,12 pulgadas) al año desde 1993. Esto representa casi el doble de las estimaciones de los mareógrafos del siglo anterior, lo que indica una posible aceleración reciente en la tasa de aumento del nivel del mar. Los datos recopilados por estas misiones de altimetría han proporcionado a los científicos información valiosa sobre cómo el nivel global del mar se ve afectado por la variabilidad climática natural, así como por las actividades humanas.

• Ondas planetarias

Las misiones TOPEX/Poseidon y Jason-1 pusieron de manifiesto la importancia de las ondas a escala planetaria , como las ondas de Rossby y Kelvin . Con miles de kilómetros de ancho, estas ondas son generadas por el viento bajo la influencia de la rotación terrestre y constituyen mecanismos importantes para la transmisión de señales climáticas a través de las grandes cuencas oceánicas. En latitudes altas, viajan al doble de velocidad de lo que los científicos creían anteriormente, lo que demuestra que el océano responde a los cambios climáticos con mucha mayor rapidez de lo que se sabía antes de estas misiones.

• mareas oceánicas

Las mediciones precisas de TOPEX/Poseidon y Jason-1 han llevado el conocimiento de las mareas oceánicas a un nivel sin precedentes. El cambio en el nivel del agua debido al movimiento de las mareas en las profundidades oceánicas se conoce en todo el mundo con una precisión de 2,5 centímetros (una pulgada). Este nuevo conocimiento ha modificado las ideas sobre cómo se disipan las mareas. En lugar de perder toda su energía en mares poco profundos cerca de las costas, como se creía anteriormente, aproximadamente un tercio de la energía de las mareas se pierde en las profundidades oceánicas . Allí, la energía se consume al mezclarse aguas de diferentes propiedades , un mecanismo fundamental en la física que rige la circulación general del océano.

• Modelos oceánicos

Las observaciones de TOPEX/Poseidon y Jason-1 proporcionaron los primeros datos globales para mejorar el rendimiento de los modelos numéricos oceánicos, que son un componente clave de los modelos de predicción climática.

Los productos de datos validados para mejorar los pronósticos meteorológicos, climáticos y oceánicos se distribuyeron al público pocas horas después de la observación. A partir de 2009, otros productos de datos para la investigación climática se pusieron a disposición entre unos días y unas semanas después de que el satélite realizara las observaciones. Los datos de altimetría tienen una amplia variedad de usos, desde la investigación científica básica sobre el clima hasta la planificación de rutas marítimas. Las aplicaciones incluyen:

• Investigación climática : los datos de altimetría se incorporan a modelos informáticos para comprender y predecir los cambios en la distribución del calor en el océano, un elemento clave del clima.
• Pronóstico de El Niño y La Niña : comprender el patrón y los efectos de los ciclos climáticos como El Niño ayuda a predecir y mitigar los efectos desastrosos de las inundaciones y las sequías.
• Pronóstico de ciclones tropicales : los datos de altimetría y los datos de viento oceánico satelitales se incorporan a los modelos atmosféricos para el pronóstico de la temporada de huracanes y la severidad de cada tormenta.
• Planificación de rutas marítimas : los mapas de corrientes, remolinos y vientos vectoriales se utilizan en el transporte marítimo comercial y la navegación de recreo para optimizar las rutas.
• Industrias en alta mar : los buques tendecables y las operaciones petroleras en alta mar requieren un conocimiento preciso de los patrones de circulación oceánica para minimizar el impacto de las fuertes corrientes.
• Investigación sobre mamíferos marinos: los cachalotes , las focas peleteras y otros mamíferos marinos pueden ser rastreados y, por lo tanto, estudiados en torno a los remolinos oceánicos donde abundan los nutrientes y el plancton.
• Gestión pesquera : los datos satelitales identifican remolinos oceánicos que provocan un aumento de los organismos que componen la red trófica marina , atrayendo a peces y pescadores.
• Investigación sobre arrecifes de coral : se utilizan datos obtenidos mediante teledetección para monitorear y evaluar los ecosistemas de arrecifes de coral , que son sensibles a los cambios en la temperatura del océano.
• Seguimiento de desechos marinos : la altimetría puede ayudar a localizar materiales peligrosos como redes de pesca flotantes y parcialmente sumergidas , madera y restos de barcos.

La misión OSTM/Jason-2 concluyó el 1 de octubre de 2019, luego de que la NASA y sus socios de la misión decidieran desmantelar la nave espacial tras descubrir un deterioro significativo reciente en sus sistemas de energía. ^{[ 14 ]} El desmantelamiento del satélite duró varios días; las actividades finales de desmantelamiento concluyeron el 9 de octubre de 2019, quedando el satélite completamente inactivo. ^{[ 15 ]} Debido a que Jason-2 orbita a una altitud de más de 1300 km (810 mi) , la NASA estima que permanecerá en órbita durante al menos 500 a 1000 años después de su desmantelamiento. ^{[ 15 ]}  

La cuarta nave espacial que forma parte de la Misión de Topografía de la Superficie Oceánica es Jason-3 . Al igual que sus predecesoras, el instrumento principal a bordo de Jason-3 es un altímetro de radar . Los instrumentos adicionales incluyen: ^{[ 16 ]}

• Un radiómetro de microondas
• DORIS (Orbitografía Doppler y Radioposicionamiento Integrados por Satélite)
• Un conjunto de retroreflectores láser (LRA)
• Un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

Jason-3 fue lanzado desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg a bordo de un vehículo de lanzamiento SpaceX Falcon 9 v1.1 en 2016. ^{[ 17 ]} El satélite fue enviado a la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg el 18 de junio de 2015, ^{[ 18 ]} y después de retrasos debido a una falla en el lanzamiento del Falcon 9 en junio de 2015, la misión fue lanzada el 17 de enero de 2016 a las 18:42:18 UTC. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

Las tecnologías y los conjuntos de datos desarrollados por Jason-1, OSTM/Jason-2 y Jason-3 continuarán a través de los satélites Sentinel-6 /Jason-CS, cuyo lanzamiento está previsto para 2020 y 2025. ^{[ 14 ]}

• Jason-3
• Teledetección
• programa espacial francés

Contenido multimedia relacionado con la Misión de Topografía de la Superficie Oceánica en Wikimedia Commons.

• NASA/JPL: OSTM/Jason-2
• Aviso: OSTM/Jason-2 archivado el 22 de abril de 2018 en Wayback Machine.
• Eumetsat: OSTM/Jason-2
• NOAA: OSTM/Jason-2
• Cambio del nivel del mar en la Universidad de Colorado