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La Tierra desde El Espacio

Por Eduardo Antaramián (SAMAC)

Desde tiempos remotos nuestros ancestros se dieron cuenta de que, al subir una colina o una montaña, tenían una visión más extensa del medio que los rodeaba y que podían ver más lejos. El hombre siempre ha deseado y soñado con volar, no sólo para desplazarse de un lugar a otro, sino para tener una visión más amplia del terreno.

Los primeros ascensos exitosos hechos con globos fueron en 1783 por los hermanos franceses Jacques Etienne y Joseph Michel Montgolfier, quienes enviaron un globo con aire caliente.

Los globos fueron utilizados para observaciones militares en la guerra Franco-Alemana de 1870 por ejércitos de ambas naciones. Durante la Primera Guerra Mundial se hizo uso extensivo de los globos para observaciones militares.

El vuelo en globo no tripulado más alto se hizo con fines de investigación en octubre de 1972 desde el Chico, California; y alcanzó una altura de 51,850 metros.

El primer globo que registró la curvatura de la Tierra fue el Explorer II de Estados Unidos, el cual entre 1933-1935, con una góndola presurizada, subió a 22,066 metros.

La ciencia de la Percepción Remota (adquisición de datos a distancia) se remonta a mediados del siglo pasado con el desarrollo del telescopio y cámaras, que montados en globos trataban de obtener fotografías aéreas. El primero en tener éxito fue el fotógrafo francés Gaspar Félix Tournachon (también conocido como Nadar) que obtuvo una foto aérea de París en 1858 desde un enorme balón.

En 1903, el fotógrafo alemán Julius Neubronner montó pequeñas cámaras de 70 gramos con un disparador automático en palomas. Aún más extraña nos podría parecer la vista panorámica de San Francisco, tomada seis semanas después del temblor y del posterior fuego que arrasó a la ciudad en 1906 por el fotógrafo estadounidense G. R. Lawrence a 600 metros de altura, con una cámara montada en un arreglo de 17 papalotes.

El estudio de la Tierra por Percepción Remota se realiza utilizando diferentes bandas del espectro electromagnético del cual la luz visible forma una pequeña parte, ya que la radiación electromagnética se extiende desde la frecuencia de 1 ciclo por segundo, al que corresponde una longitud de onda de 300 millones de metros, hasta 1024 ciclos por segundo con una longitud de onda de 10-16 metros. Si consideramos esto en octavas, o sea, duplicando la frecuencia, tenemos que va desde 20 hasta 281, o sea, 81 octavas y el ojo humano está adaptado para ver tan sólo una de estas octavas, la llamada luz visible que va de 0.4 micrómetros en el violeta a 0.7 micrómetros en el rojo (un micrómetro es una millonésima de metro o una milésima de milímetro), la luz visible en frecuencias está alrededor de 1014 y en octavas 249 (nueve octavas por encima de la mitad del espectro electromagnético.)

El espectro solar cubre un rango que va de 0.1 a 80 micrómetros, siendo su máximo en 0.475µm, que corresponde al inicio del verde (de los colores del arcoiris.) La atmósfera posee unos gases que absorben parte del espectro solar actuando como filtro, de tal forma que a la superficie terrestre sólo llega parte del ultravioleta, el visible y parte del infrarrojo.

Mencionamos que el ojo sólo capta en el visible, pero la fotografía con diferentes películas cubre un rango más amplio, desde 0.3 µm a 1 µm, y hay sensores que pueden captar en el infrarrojo y otras frecuencias. Así, por ejemplo, el Mapeador Temático de LANDSAT 5 tiene sensores que en 7 bandas cubren desde 0.45 µm hasta 12.4 µm (en el infrarrojo térmico.) Los satélites meteorológicos como el NOAA 11 y 12 tienen 5 canales que cubren de 0.58 µm a 12.5 µm.

La Tierra no sólo refleja la parte de la energía solar, sino que también emite su propia energía comportándose aproximadamente como un cuerpo negro de 300 grados kelvin con su máximo en 10 µm (en el infrarrojo térmico), invisible a nuestros ojos pero que pueden captar los sensores de algunos satélites.

Plataformas son los vehículos en los que se instalan los instrumentos de Percepción Remota y abarcan una gran variedad de medios, desde canastillas en camiones con brazos mecánicos hasta satélites que están en los confines del Sistema Solar. Así, por ejemplo, tenemos los globos que pueden ser cautivos o libres, los dirigibles, helicópteros, aviones (desde pequeñas avionetas monomotor hasta tetramotores de turbohélice) que pueden llevar una carga de varias toneladas de instrumentos.

Los satélites son naves puestas en órbita alrededor de la Tierra y se pueden dividir de acuerdo con su aplicación en militares, meteorológicos, de comunicaciones, geodésicos, de recursos naturales y de navegación.

De acuerdo a su órbita se pueden clasificar en órbita polar (o casi polar), ecuatoriales, heliosincrónicos (que cruzan el ecuador siempre a la misma hora), geoestacionarios que en una órbita ecuatorial (cero grados de inclinación) dan una vuelta en 24 horas, y como la Tierra también gira en el mismo periodo, parecen estar inmóviles sobre un determinado meridiano.

Entre las características más importantes de los datos satelitales está la resolución espectral, ya mencionada, y la resolución espacial.

La resolución espacial se refiere al tamaño en superficie que es captada en forma individual, o sea, la distancia mínima en que dos objetos en la imagen pueden distinguirse como dos entidades separadas, o sea, que si estuvieran algo más cerca aparecerían como un sólo rasgo.

La resolución espacial tomada desde aviones o satélites depende de la altura de la plataforma y de la distancia focal de la cámara o telescopio utilizado por el sensor, así como de la longitud de onda sensada, mientras más corta mejor, pero hay que considerar también que longitudes de onda mayores penetran más. Así, por ejemplo, las microondas pueden penetrar las nubes pero no así el visible o el infrarrojo.

La tabla compara la resolución de algunos sensores remotos más comunes:

Probablemente la primera imagen desde el espacio de una parte de México, fue tomada con un cohete V-2 capturado a los alemanes por los norteamericanos después de la Segunda Guerra Mundial, y que fue equipado con cámaras.

Para el estudio de México y de Michoacán los más importantes son los que obtienen imágenes repetitivas y en varias bandas como son los Landsat de Estados Unidos y el Spot de Francia. Aunque también hay imágenes de México de otros satélites como los Gemini, los Apolo y el Skylab.

En el Laboratorio de Percepción Remota y Sistemas de Información Geográfica de la Universidad Michoacana se han realizado varios proyectos para estudiar los recursos del estado con imágenes de satélite (Landsat y Spot.)

En las siguientes imágenes se muestra cómo al ir subiendo la plataforma va aumentando la extensión de la escena cubierta y disminuyendo la resolución. En la primera tenemos una fotografía aérea de hace unas dos décadas de parte de Morelia , donde podemos observar el Planetario, el parque Juárez al centro y Ciudad Universitaria a la izquierda. En la última figura tenemos la Ciudad de Morelia tomada por el Mapeador Temático de LANDSAT en la banda 4 (0.76 - 0.90 µm, o sea en el infrarrojo cercano) en marzo de 1993. Alejándonos más en la siguiente figura tenemos una imagen tomada por el satélite meteorológico GOES-8 en el infrarrojo el 19 de junio de 1996 a 36,000 kilómetros de altura en dónde ya podemos ver toda la República Mexicana, se puede notar la cobertura de nubes y el contorno del continente ha sido marcado artificialmente para claridad.

Morelia, Mich. México.