Articulo de referencia

Operación Puente de Hielo

El DC-8 de la NASA se encuentra en la plataforma del aeropuerto de Punta Arenas , Chile, durante los procedimientos previos al vuelo durante la campaña antártica de 2012. Los gl...

El DC-8 de la NASA se encuentra en la plataforma del aeropuerto de Punta Arenas , Chile, durante los procedimientos previos al vuelo durante la campaña antártica de 2012.
Los glaciares Bruckner y Heim desembocando en el fiordo Johan Petersens, en la costa oriental de Groenlandia. Fotografía tomada desde el avión HU-25C Falcon de la NASA en septiembre de 2016.

La Operación IceBridge ( OIB ) fue una misión de la NASA para monitorear los cambios en el hielo polar mediante plataformas aéreas que permitieron cubrir la brecha de observación entre las misiones satelitales ICESat e ICESat-2 . El programa, que se desarrolló entre 2009 y 2019, empleó diversas aeronaves equipadas con instrumentos avanzados para medir la elevación, el espesor y la topografía del lecho rocoso subyacente del hielo. Los datos recopilados ayudaron a los científicos a comprender la dinámica del hielo, contribuyendo a los modelos predictivos del aumento del nivel del mar y del hielo. IceBridge desempeñó un papel crucial en el descubrimiento del cañón más largo de la Tierra bajo la capa de hielo de Groenlandia .

Historia del programa

De 2003 a 2009, la NASA utilizó un altímetro láser espacial, ICESat, para observar el hielo polar. ICESat fue retirado en 2009 debido a una falla técnica, dejando a la NASA sin un satélite dedicado a la observación del hielo. Un satélite de nueva generación, ICESat-2, fue lanzado en septiembre de 2018. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Para mantener las observaciones anuales de las capas de hielo y el hielo marino, la NASA introdujo el programa IceBridge para "cerrar el vacío" entre las misiones satelitales. El programa utiliza plataformas aéreas para realizar mediciones aéreas de las regiones polares.

Los vuelos de IceBridge comenzaron en marzo de 2009, [ 4 ] en una campaña de primavera ártica con base en la Base Aérea de Thule , Groenlandia. Los vuelos del hemisferio sur comenzaron durante la primera campaña de primavera austral en octubre de 2009, con base en Punta Arenas , Chile. Los vuelos durante las campañas de campo pueden incluir vuelos dedicados al hielo terrestre y al hielo marino , o una combinación de ambos, según las limitaciones de la plataforma, el clima y la ubicación. Hasta la fecha, se han realizado campañas de primavera en el Ártico y la Antártida, así como vuelos de monitoreo del deshielo estival en los glaciares de Alaska todos los años desde 2009. Se han realizado campañas adicionales en el verano ártico y en la Antártida Oriental.

Plataformas

El avión P-3 Orion utilizado en la Operación IceBridge

Los vuelos de IceBridge comenzaron en marzo de 2009 con un Lockheed P-3 Orion en el Ártico, y posteriormente, ese mismo año, se utilizó un Douglas DC-8 en la Antártida. A lo largo del programa se han utilizado otras aeronaves, como un King Air B-200 , un Gulfstream V y un Guardian Falcon . [ 5 ]

El uso de aeronaves en lugar de satélites presenta ciertas desventajas. Una de ellas es que un satélite puede observar un área mucho más amplia. Además, los satélites realizan mediciones de forma continua, mientras que las mediciones de las aeronaves IceBridge se limitan a campañas anuales de varias semanas de duración. Sin embargo, las aeronaves tienen la ventaja de poder transportar más instrumentos, cambiarlos o actualizarlos entre campañas y apuntar a áreas de interés científico en lugar de seguir una ruta fija. Asimismo, ciertos instrumentos, como el radar de penetración de hielo, solo funcionan desde las altitudes más bajas que permiten aeronaves como el P-3 Orion y el DC-8. [ 2 ] [ 5 ]

Instrumentos

La topografía del lecho rocoso de la Antártida es fundamental para comprender el movimiento dinámico de las capas de hielo continentales.
Visualización del conjunto de datos BEDMAP2 de la misión Operación IceBridge de la NASA, obtenido con láser y radar de penetración de hielo, que recopila la altura de la superficie, la topografía del lecho rocoso y el espesor del hielo.
Un helicóptero despega de la estación McMurdo para realizar un reconocimiento terrestre de Black Island, 2013.

Los aviones IceBridge transportan un conjunto de instrumentos científicos especializados. Entre ellos se encuentra el Mapeador Topográfico Aerotransportado, un láser que mide la elevación de la superficie del hielo. También a bordo se encuentra un gravímetro , un instrumento capaz de medir la forma de las cavidades en el hielo. Hay muchos otros equipos a bordo, incluyendo el Sensor de Tierra, Vegetación y Hielo, el Sonda de Profundidad de Radar Coherente Multicanal, un Radar de Nieve, un Altímetro de Radar de Banda Ku, un magnetómetro y el Sistema de Cartografía Digital. [ 5 ]

altímetros láser

Mapeador Topográfico Aerotransportado (ATM) : El Mapeador Topográfico Aerotransportado (ATM) es un altímetro láser que emite luz láser hacia la superficie del hielo y mide el tiempo que tarda en regresar. Al combinar estos datos de tiempo con información sobre la posición y la actitud de la aeronave, los investigadores pueden calcular la elevación del hielo. Al sobrevolar las mismas áreas de hielo año tras año, pueden crear una serie temporal de cambios de elevación. Este instrumento funciona de manera similar al instrumento lidar utilizado en ICESat y está ayudando a mantener un registro de los cambios de elevación hasta que ICESat-2 entre en funcionamiento. [ 6 ]

Sensor de Tierra, Vegetación y Hielo (LVIS) : El sensor de tierra, vegetación y hielo (LVIS) es un altímetro láser optimizado para operar a mayor altitud. LVIS fue creado por científicos del Laboratorio de Teledetección Láser del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA . LVIS ha volado en una amplia variedad de aeronaves, como el P-3, el DC-8, el B-200 y el HU-25C Guardian Falcon de la NASA, y el Gulfstream GV de la NSF. Al volar a mayor altitud, LVIS puede inspeccionar áreas más extensas y ampliar el alcance de IceBridge. [ 7 ]

Radares

La Operación IceBridge utiliza hasta cuatro instrumentos de radar diferentes operados por el Centro para la Teledetección de Capas de Hielo (CReSIS) de la Universidad de Kansas . La Universidad de Indiana proporciona servicios de gestión de datos para las actividades del CReSIS en la Operación IceBridge. [ 8 ]

Sonda de profundidad de radar coherente multicanal (MCoRDS) : La sonda de profundidad de radar coherente multicanal (MCoRDS) se utiliza para medir el espesor del hielo y cartografiar el subsuelo. Este instrumento utiliza múltiples canales y un amplio rango de frecuencias de radar para obtener imágenes de la estratificación interna del hielo y del lecho rocoso bajo las capas de hielo. La información sobre el terreno subglacial es útil para modelar las capas de hielo. [ 9 ]

Radar de nieve : El instrumento de radar de nieve CReSIS se utiliza para medir el espesor de las capas de nieve sobre el hielo terrestre y marino. Medir el espesor de la nieve es crucial para estimar el espesor del hielo marino. [ 10 ]

Altímetro radar de banda Ku : IceBridge también lleva un altímetro radar de banda Ku , que puede penetrar las capas de nieve para medir la elevación de la superficie del hielo marino y terrestre. [ 11 ]

Radar de acumulación : El instrumento de radar de acumulación se utiliza para recopilar datos de alta resolución en la parte superior del hielo. Observar la parte más superficial del hielo permite a los investigadores mapear las tasas de acumulación de nieve pasadas. [ 12 ]

Instrumentos de cartografía

Sistema de Cartografía Digital (DMS) : El Sistema de Cartografía Digital (DMS), creado por investigadores del Centro de Investigación Ames de la NASA, es un sistema de imágenes digitales aerotransportado que se utiliza para detectar aberturas en el hielo marino y crear mapas de alta resolución del hielo polar. El instrumento DMS es una cámara digital orientada hacia abajo que captura múltiples fotogramas individuales que se combinan en mosaicos de imágenes mediante software informático. [ 13 ]

Gravímetro - La Operación IceBridge también utiliza un instrumento de medición de gravedad conocido como gravímetro . Este instrumento mide la intensidad de los campos gravitatorios bajo la aeronave, lo que permite a los investigadores determinar la forma de las cavidades de agua bajo las plataformas de hielo flotantes. Debido a que el agua es menos densa que la roca, las áreas de hielo flotante presentan campos gravitatorios más débiles que las áreas con roca debajo. [ 14 ]

Magnetómetro : La nave P-3 Orion de la NASA lleva un magnetómetro que se puede utilizar para recopilar datos sobre las propiedades de la roca bajo el hielo. La densidad y las propiedades magnéticas se pueden utilizar para inferir el tipo de roca madre, lo cual es útil para determinar las condiciones basales bajo el hielo. [ 15 ]

Investigación

Fotografía aérea del glaciar Pine Island tomada durante la Operación IceBridge.

El proyecto, dirigido por el científico Joseph MacGregor, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, utiliza un conjunto de instrumentos científicos aerotransportados para obtener una vista tridimensional del hielo ártico y antártico. [ 16 ] Los objetivos de la misión son monitorear los cambios en el hielo polar, recopilar datos para modelos predictivos del aumento del nivel del hielo y del mar, y subsanar la falta de mediciones entre los satélites ICESat e ICESat-2 de la NASA. IceBridge logra esto mediante la recopilación de datos sobre capas de hielo, glaciares y hielo marino. El glaciar Pine Island es una de estas áreas de interés. Allí, la Operación IceBridge ha estado observando la parte inferior de la capa de hielo utilizando un radar avanzado, además de monitorear de cerca un área del glaciar Pine Island conocida como la lengua de hielo que, si se derritiera, permitiría que una gran parte del glaciar se deslizara hacia el mar de Amundsen . [ 2 ]

En agosto de 2013 se informó del descubrimiento del cañón más largo de la Tierra bajo la capa de hielo de Groenlandia, basado en un análisis de datos de la Operación IceBridge. [ 17 ]

Difusión y colaboraciones

Por segundo año consecutivo, la Operación IceBridge de la NASA colabora con el programa CryoVEx de la Agencia Espacial Europea (ESA), realizando vuelos a baja altura sobre el hielo marino del Ártico mientras el satélite CryoSat de la ESA orbita en la superficie. En este vídeo, el científico del proyecto IceBridge, Michael Studinger, explica las ventajas del conjunto de datos conjuntos a largo plazo que están creando ambas agencias.
En 2012, cinco profesores fueron invitados a bordo del avión P-3B de la NASA para volar a 500 metros (1600  pies) sobre los glaciares de Groenlandia en el marco de la Operación IceBridge.

Referencias

  1. "Finaliza la exitosa misión de la NASA sobre nubes de hielo y elevación del terreno" . NASA. 27 de agosto de 2010. Archivado del original el 29 de agosto de 2010. Consultado el 31 de agosto de 2010 .
  2. 1 2 3 Hamilton, John (30 de octubre de 2009). "La NASA lanza una misión para rastrear el hielo polar en avión" . NPR . Recuperado el 25 de febrero de 2011 .
  3. Ramsayer, Kate (15 de marzo de 2017). "El ICESat-2 de la NASA proporcionará mayor profundidad a los pronósticos del hielo marino" . NASA.
  4. "Campañas IceBridge de la NASA" . NASA . Consultado el 20 de junio de 2018 .
  5. 1 2 3 "Aeronaves e instrumentos de IceBridge" . NASA . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
  6. "Mapeador Topográfico Aerotransportado (ATM)" . NASA . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
  7. "Sensor de Tierra, Vegetación y Hielo (LVIS)" . NASA . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
  8. Bertolucci, Jeff (13 de mayo de 2013). "Sobrevuelo del hielo polar de la NASA: un proyecto de macrodatos lleno de baches" . InformationWeek . Recuperado el 22 de mayo de 2013 .
  9. "Sonda de profundidad de radar coherente multicanal (MCoRDS)" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  10. "Radar de nieve" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  11. "Altímetro radar de banda Ku" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  12. "Radar de acumulación" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  13. "Sistema de Cartografía Digital (DMS)" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  14. "Gravímetro" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  15. "Magnetómetro" . NASA . Consultado el 28 de diciembre de 2012 .
  16. "Página principal de la Operación IceBridge" . NASA . Consultado el 26 de diciembre de 2012 .
  17. Oskin, Becky (30 de agosto de 2013). "Descubren el Gran Cañón de Groenlandia bajo el hielo" . Livescience. Archivado del original el 11 de mayo de 2016. Recuperado el 30 de agosto de 2013 .
  • Operación IceBridge en NASA.gov
  • El lecho rocoso antártico: visualizaciones en NASA.gov
  • "La misión IceBridge de la NASA contribuye a un nuevo mapa de la Antártida" . NASA. 4 de junio de 2013.