Satélites Meteorológicos

Cuando en 1960 se vieron las primeras imágenes transmitidas por satélites, destinados a fotografiar la tierra y el movimiento de las nubes, los científicos no se imaginaron el tremendo potencial del valor de esas imágenes y como mejoraría a calidad de vida en todo nuestro planeta.

Estos satélites no solo aumentaron en forma exponencial los conocimientos y absoluta precisión de los pronósticos del tiempo, sino que han salvado miles de vidas y millones de dólares, debido a  la precisión con la que tormentas tropicales destructivas, ciclones y huracanes pueden ser detectados y anticipados sus pasos, alertando poblaciones y tomando recaudos necesarios.

Los satélites que en la actualidad transmiten imágenes, son los satélites norteamericanos de la serie TIROS/NOAA (Television Infrared Ovservation Satellites / National Oceanic and Atmospheric Administration), que son del tipo polar de baja altura, realizando una órbita cada 105 minutos aproximadamente. Por la altura, y la elección de la inclinación de la órbita, resulta que esta sea helio sincrónica: el plano de la órbita queda 'sincronizada' con el sol. El satélite entonces pasará diariamente siempre por los mismos lugares de la tierra a la misma hora.

Estos satélites registran imágenes en 5 bandas espectrales diferentes, en el rango de luz visible a infrarrojo mediante el instrumento AVHRR (Advanced Very High Resolution Radiometer) que llevan embarcado.

Se destaca que las imágenes suministradas por el sensor AVHRR no solo se utilizan para determinar parámetros atmosféricos y climáticos, sino que también sirven de base a innumerables estudios de otras disciplinas. Por ejemplo estudios geológicos, estudios geográficos, detección de incendios forestales y muchos otros.

El 6 de Febrero de 2009 fue lanzado el satélite NOAA N Prime, que paso a denominarse NOAA19 una vez que alcanzo su orbita. La vida útil de este satélite esta prevista hasta el año 2013. Actualmente, además del NOAA19, están activos y enviando información en formato APT los satélites NOAA15, NOAA17 y NOAA18.

Estación Terrena

Alumnos del último año de la carrera de Ingeniería Electrónica diseñaron e implementaron receptores y antenas para la detección de las señales de satelites meteorológicos. Este sistema es capaz  recibir, amplificar y procesar la señal APT (Automatic Picture Transmission) transmitida por los satélites NOAA.

En la figura se puede observar un diagrama de los principales componentes que constituyen la estación  receptora.

Las imágenes

A medida que el satélite avanza sobre un determinado lugar el sensor AVHRR va escaneando el terreno en las distintas bandas espectrales, en una franja de 3000KM de ancho, en ángulo recto con la trayectoria de la orbita. Este proceso se realiza continuamente mientras avanza el satélite formando una imagen, el barrido vertical de la imagen es provisto por el simple desplazamiento del satélite a través de su orbita. El comienzo y fin de la imagen están dados por la adquisición de señal y la pérdida de señal.

El satélite transmite esta información directamente a tierra, sin almacenarla, en la banda de 137MHz, con modulación en frecuencia y con polarización circular derecha. La señal de RF es captada por la antena de la estación receptora mientras dura la “pasada” de satélite (durante aproximadamente 15 minutos). Luego de ser captada por la antena, la señal es amplificada y demodulada por el receptor, que opera entre 137MHz y 138MHz permitiendo sintonizar un satélite en particular. El receptor demodula la portadora de FM y entrega una sub-portadora en AM, la cual contiene la información a ser procesada para obtener la imagen.

La sub-portadora  es un tono de 2400 Hz que aumenta su amplitud para transmitir el blanco y la disminuye para transmitir el negro, con una variación total del 4% del máximo. Esta señal se encuentra el rango de las señales de audio que pueden se procesadas por la placa de sonido de cualquier computadora personal, por lo tanto, se utiliza dicha placa para realizar la conversión Analógico a Digital e ingresar los datos  a una PC. La señal ingresada a la placa de sonido se graba en un archivo .wav . Luego este archivo es decodificado por un software  que genera la imagen. Existe software de distribución gratuita que permiten realizar esta decodificación.

Para mas información escribir a Juan Pablo Ciafardini        jpciafar@gioia.ing.unlp.edu.ar