Estudiarán el influjo de los aerosoles atmosféricos en la formación de las nubes con un nuevo satélite

Vanderlei Martins, docente de la University of Maryland y exbecario de la FAPESP, es el responsable de este artefacto desarrollado en colaboración con la Nasa. El científico se refirió a este proyecto durante una Escuela de Ciencia Avanzada financiada por la Fundación y dedicada a esta temática

Por André Julião | Agência FAPESP – Un satélite del tamaño de un pan de molde recabará datos durante un año referentes a los aerosoles atmosféricos y a su influencia en la formación de las nubes en la Tierra.

El desarrollo de este pequeño satélite estuvo a cargo del grupo encabezado por Vanderlei Martins, docente de la University of Maryland, Baltimore County (UMBC), en Estados Unidos, con el apoyo de la Nasa, la agencia espacial estadounidense. Los aerosoles son pequeñas partículas en suspensión en la atmósfera terrestre: pueden estar constituidos de polvo, sal marina y polen, pero también de partículas de origen antropogénico: el hollín de los incendios y la polución ambiental urbana. Martins fue becario doctoral y posdoctoral de la FAPESP y docente del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IFUSP), en Brasil, antes de mudarse a Estados Unidos.

HARP CubeSat, tal el nombre del satélite, irá en octubre a bordo de una misión no tripulada cuyo objetivo consiste en llevar suministros a la Estación Espacial Internacional (ISS). Al llegar a esta, será catapultado al espacio desde una miniestación de lanzamiento, junto a otros pequeños satélites desarrollados por distintos grupos de investigación científica.

Martins presentó el proyecto de HARP CubeSat en la Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada en Aerosoles Atmosféricos, realizada entre los días 22 de julio y 2 de agosto en el IFUSP, en São Paulo. Con 156 alumnos de Brasil y de otros 33 países, el mencionado evento contó con el apoyo de la FAPESP en el marco del programa Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada (ESPCA). 

“Trabajamos en las mediciones de los aerosoles atmosféricos con distintos tipos de sensores dispuestos en suelo o a bordo de aviones o satélites. Cada tipo posee un campo de acción distinto”, declaró Martins a Agência FAPESP. 

“HARP CubeSat toma imágenes parecidas a las de una cámara de celular, pero también obtiene otras informaciones con el objetivo de efectuar mediciones científicas. Las imágenes que tome se utilizarán para reproducir parámetros geofísicos tales como la cantidad y el tipo de contaminación de la atmósfera”, dijo Martins, uno de los fundadores de la empresa AirPhoton, de equipos de medición de la contaminación del aire.

Henrique de Melo Jorge Barbosa, docente del IFUSP y organizador de la Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada en Aerosoles Atmosféricos, colabora en el proyecto de HARP CubeSat.

De Melo Jorge Barbosa trabaja en el desarrollo del algoritmo destinado al análisis de las mediciones efectuadas por el sensor del satélite −HARP (tal las siglas de Hyper Angular Rainbow Polarimeter)− y a la detección de las propiedades de los aerosoles y de las nubes. Una parte de este trabajo se concretó durante el período que el investigador pasó en la UMBC entre 2017 y 2018, con Beca de Investigación en el Exterior de la FAPESP.

“El sensor HARP embutido en el satélite CubeSat registra dos imágenes por segundo, en tres estados de polarización simultáneos y en cuatro longitudes de onda, con una alta resolución espacial. Esto permite observar el mismo punto de la superficie terrestre y más de 60 perspectivas distintas. Cuando se lo lance y quede operando en alta resolución en forma constante, será el sensor ambiental que produzca la mayor cantidad de datos desde el espacio”, dijo De Melo Jorge Barbosa.

Con todo, una dificultad de operación reside en que, al cabo de un año en órbita, HARP CubeSat empezará a caer y se desintegrará en la atmósfera. Otra limitación radica en que un satélite pequeño como este no posee la capacidad suficiente como para almacenar y transmitir a la Tierra tamaña cantidad de datos, y así los mismos se ven reducidos a unas pocas imágenes de baja resolución por día.

Pero el grupo del profesor Martins ya está preparando HARP2, la próxima generación del sensor HARP, que será uno de los instrumentos que irán a bordo del satélite PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, Ocean Ecosystem), una nueva misión de la Nasa destinada a la medición de las propiedades del océano y de la atmósfera, cuyo lanzamiento está previsto para el año 2023.

A bordo del satélite PACE, el sensor HARP2 recabará y transmitirá una cantidad de datos mucho mayor que la que es posible transmitir con un CubeSat, y será capaz de monitorear el globo terrestre completo cada dos días.

Aerosoles atmosféricos

Los sensores como el HARP son fundamentales para expandir la comprensión referente a los aerosoles atmosféricos, partículas líquidas o sólidas en suspensión en el aire con una gran influencia sobre el balance climático global.

“Entre los ingredientes importantes para los cambios climáticos globales se encuentran los gases de efecto invernadero y los aerosoles atmosféricos. Estos tienen impactos muy grandes sobre el clima: en la formación de nubes, en las lluvias y en el funcionamiento de los ecosistemas, y son muy poco comprendidos en general. La Escuela São Paulo de Ciencia Avanzada en Aerosoles Atmosféricos se pensó para difundir el conocimiento que tenemos acerca del rol de los aerosoles atmosféricos”, dijo Paulo Artaxo, docente del IFUSP, miembro de la coordinación del Programa FAPESP de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales (PFPMCG), supervisor del posdoctorado de Martins y uno de los profesores de la Escuela.

Durante la conferencia de apertura del evento, Artaxo explicó que los aerosoles ejercen una influencia directa sobre el balance de radiación de la atmósfera y causan un efecto de enfriamiento de la Tierra. En el transcurso del último siglo, estos han sido determinantes en el aumento o en la disminución de la temperatura global del planeta. Pero son poderosos contaminantes atmosféricos.

“En la ciudad de São Paulo, el humo negro que sale de los caños de escape de los autobuses, por ejemplo, es sumamente perjudicial para la salud humana. Por eso en las grandes ciudades del mundo se están disminuyendo las emisiones de aerosoles. En la actualidad, estos matan a alrededor de 30 millones de personas anualmente, de acuerdo con datos de la Organización Mundial de la  Salud”, dijo.

El evento contó también con la presencia de Alfred Wiedensohler (Leibniz Institute for Tropospheric Research, Alemania), Hans-Christen Hansson (Stockholm University, Suecia), Lorraine Remer (Joint Center for Earth Systems Technology, Estados Unidos), Ilan Koren (Weizmann Institute of Science, Israel), Luiz Machado (Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales de Brasil), Eduardo Landulfo (Ipen, el Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares de Brasil), Maria Kanakidó (Universidad de Creta, Grecia) y Helmuth Horvath (Universidad de Viena, Austria).

Más información sobre la Escuela en: spsas-aerosols.if.usp.br. 

Lea más sobre las investigaciones con aerosoles atmosféricos en los siguientes vínculos: agencia.fapesp.br/29670, agencia.fapesp.br/27138, agencia.fapesp.br/25528, agencia.fapesp.br/24236, agencia.fapesp.br/23437 y agencia.fapesp.br/18691.