La investigación muestra que los satélites pequeños tienen un papel en la evaluación de partículas atmosféricas

Los pequeños satélites comerciales tienen un papel en las investigaciones de partículas atmosféricas, según un artículo de tesis publicado recientemente por un investigador asociado en el Centro de Ciencias del Sistema Terrestre de la Universidad de Alabama en Huntsville (UAH), parte del Sistema de la Universidad de Alabama.

La investigación de Jeanné le Roux (MS, Earth System Science, 2020) se encuentra entre las primeras en utilizar comercialmente alta resolución a pequeña escala. Satélites Datos de Smallsat para controles de calidad del aire.

El artículo revisado por pares apareció en Sensores remotos Fue coautor de Lou Roux, el Dr. Sundar Christopher, profesor de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra, y Manel Masky, investigador del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA. La investigación fue apoyada por una subvención de la NASA del Programa de Adquisición de Datos Comerciales Smallsat.

Le Roux analizó la aplicación de datos de los sensores a bordo de PlanetScope, más de 100 pequeños satélites Dove publicados por Planet para su uso en evaluaciones de la calidad del aire de partículas finas. Los satélites Dove son pequeños satélites en configuraciones de 3U, lo que básicamente significa que cada uno tiene aproximadamente el tamaño de tres cubeSats enlazados, que miden 10 x 10 x 30 cm.

“Esta fue una investigación inicial sobre la viabilidad de usar datos comerciales de CubeSat de alta resolución”, dice Lou Roux, de Riverside, California, quien también es investigador asociado del Equipo de Implementación Interagencial y Conceptos Avanzados (IMPACT) de la NASA.

«Si bien estos datos muestran mucha esperanza para las aplicaciones de calidad del aire, hay algunas consideraciones que deben tenerse en cuenta, principalmente relacionadas con las inconsistencias que pueden surgir al integrar datos de más de 130 sensores individuales».

Planet fue la primera en la industria en lanzar una cantidad tan grande de pequeños satélites en la misma red con el propósito específico de observación de la Tierra, pero hay muchas otras empresas que tienen o planean redes Smallsat para diferentes propósitos.

Los científicos atmosféricos utilizan varios datos satelitales para aumentar una gran red de estaciones de monitoreo de la calidad del aire terrestres ubicadas en los Estados Unidos y en todo el mundo, como el Sistema de Calidad del Aire de la Agencia de Protección Ambiental.

«El problema con estas redes terrestres es que, si bien toman mediciones frecuentes, solo brindan información sobre la calidad del aire en un lugar específico en el sitio de monitoreo terrestre», dice Le Roux. «Los datos satelitales se pueden utilizar para ayudar a llenar los vacíos y estimar los parámetros de calidad del aire en escalas espaciales grandes y continuas».

Le Roux dice que las empresas han estado a la vanguardia en el suministro de imágenes satelitales de alta resolución disponibles para su compra.

«Hasta que los satélites financiados por el gobierno estén diseñados para competir, estos datos comerciales tendrán una gran demanda para una gama muy diversa de aplicaciones científicas», dice.

«Los datos de Planet en particular son únicos, ya que brindan una cobertura de alta resolución de la mayor parte del área terrestre a diario. La mayoría de los demás satélites comerciales de alta resolución no ofrecen cobertura global a esta frecuencia, sino que tienen la tarea de enfocar en áreas específicas de la Tierra según las solicitudes de los Clientes.

Le Roux dice que si bien hay satélites gubernamentales que brindan información sobre la calidad del aire, ninguno se ha desarrollado para hacerlo con una resolución espacial tan detallada como los que proporcionan actualmente los satélites comerciales.

«Por ejemplo, el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) de la NASA se puede utilizar para derivar diferentes parámetros de calidad del aire con un tamaño de píxel de hasta 250 metros, pero el tamaño de píxel del PlanetScope es aún mucho más pequeño con solo 3 metros», dice Le Roux.

Si bien es posible que el gobierno invierta en tecnología similar a la Planet Network comercial en el futuro, hasta ahora las empresas comerciales han sido la opción preferida para este enfoque para recopilar imágenes de detección remota, dice.

Le Roux encontró algunos inconvenientes en el uso de satélites pequeños para la investigación de partículas atmosféricas.

«El principal inconveniente de estos datos es la posibilidad de que surjan problemas de coherencia, ya que los datos se agregan a partir de más de 100 sensores individuales», dice. «Aunque se tuvo mucho cuidado para hacer que las imágenes de los diferentes sensores fueran lo más consistentes posible, en estudios anteriores han surgido preocupaciones con respecto a la calidad de la ingeniería y las calibraciones radiográficas».

También dice que los CubeSats tienen un número limitado de bandas para el ancho de la Tierra. Mientras MODIS tiene 36 canales comerciales sensores Tiene de tres a cuatro bandas, generalmente en la parte visible del espectro del infrarrojo cercano. Este es un inconveniente para los estudios que necesitan una mayor cobertura en el espectro electromagnético.

«Una de las primeras cosas que debemos comprender es la calidad de las mediciones utilizando conceptos de calibración», dice Le Roux. «Luego, debemos evaluar la precisión de la geolocalización». «Nuestro trabajo proporciona el marco y los métodos para evaluar esta precisión».

Le Roux dice que la tecnología utilizada en la pequeña constelación de satélites del planeta continúa mejorando, por lo que la calidad de los datos debe continuar evaluándose en estudios futuros.

«Los beneficios de obtener estas imágenes de alta recursividad a menudo superan algunas de las preocupaciones sobre la calidad de los datos».