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| Descripción de la Misión SAC-C |
El Plan Espacial Nacional "Argentina en el Espacio 1995-2006", fija objetivos que rigen las acciones y proyectos de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE). Y establece que sólo se realizarán proyectos satelitales que cumplan el objetivo de "proveer através de misiones satelitales propias, las plataformas, cargas útiles y servicios para satisfacer requerimientos específicos de nuestro país en las áreas de teleobservación, comunicaciones y ciencias básicas, que no se ven satisfechos por la oferta de sistemas existentes". Con esta premisa, la CONAE encaró el diseño, construcción y puesta en órbita del SAC-C, el primer satélite argentino de observación de la Tierra. Su lanzamiento se realizó el 21 de noviembre de 2000, con un lanzador Delta 7320, desde la Base Aérea de Vandenberg, en California, Estados Unidos.
La misión del satélite argentino SAC-C es todo un éxito. Día a día observa nuestro planeta y con sus cámaras produce imágenes del territorio argentino, que se utilizan en agricultura, para estimar cosechas, evaluar la productividad de un campo o detectar plagas; y en el estudio del medio ambiente terrestre y marino. Los datos que provee el SAC-C son fundamentales para el manejo, control y recuperación de las áreas afectadas, en caso de catástrofes como incendios, inundaciones o derrames contaminantes en aguas costeras. En su misión científica, el satélite argentino obtiene datos que se utilizan para monitorear la temperatura y contenido de vapor de agua de la atmósfera, medir el campo magnético terrestre, estudiar la estructura y dinámica de la atmósfera e ionósfera y determinar componentes de onda larga del campo gravitatorio terrestre. También se ensayan novedosos desarrollos tecnológicos, que permitirán mejorar futuras misiones espaciales, como por ejemplo el dispositivo para estudiar los efectos de la radiación espacial en componentes electrónicos de nueva generación, es decir, los "chips" que llevarán los próximo satélites.
El Centro de Control de la misión SAC-C está ubicado en la Estación Terrena Córdoba del Centro Espacial Teófilo Tabanera (CETT). Desde allí se realizan las maniobras de mantenimiento de órbita y demás operaciones del satélite, y también se reciben los datos que el SAC-C envía diariamente, para luego distribuirlos a los usuarios que los requieran.
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Características del SAC-C: |
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Peso | 485 kilogramos. |
| Dimensiones | Base: 1,85 m x 1,68 m. Altura: 2,2 m. | |
| Altura de la órbita | a 705 Km de la Tierra. Un sistema de propulsión abordo garantiza el mantenimiento de la órbita requerida. | |
| Tipo de órbita | circular, cuasi polar helio-sincrónica. | |
| Hora de pasada del satélite | (hora local del nodo descendente) 10:15 AM +/- 30 segundos. | |
| Vida útil | un mínimo de 4 años | |
| Lanzamiento | el 21 de noviembre de 2000, desde Vandenberg (California), Estados Unidos, a cargo de la National Aeronautics and Space Administration (NASA) | |
La carga útil del SAC-C:
El satélite de teleobservación argentino tiene tres cámaras y siete instrumentos, que son los siguientes:
| Las capacidades del SAC-C |
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La sensibilidad de la cámara multiespectral (MMRS) a las distintas bandas del infrarrojo permite conocer la salud de las plantas y predecir los resultados de las cosechas. Por esta misma capacidad, el SAC-C puede monitorear el avance de la desertización de suelos que afecta a nuestro país. |
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La cámara de alta sensibilidad (HSC) permite no sólo observar la superficie terrestre de noche, sino detectar focos de incendios en bosques aislados. |
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En la banda de luz visible, el SAC-C es ideal para estudios costeros y de contaminación de aguas y suelos. |
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El satélite argentino evalúa recursos hidroenergéticos, como el agua caída en la alta cuenca del Paraná o la nieve acumulada en las cumbres que alimentan el Río Limay, y puede determinar áreas vulnerables a inundaciones. |
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En las bandas altas de luz visible, el SAC-C puede estudiar recursos geológicos y mineros. |
| Los países asociados |
La coperación internacional es fundamental en la actividad espacial, y la Argentina cuenta con antecedentes de una prolongada y activa cooperación con países como Alemania, Francia, Brasil, Estados Unidos e Italia, entre otros. Según estipula el Plan Espacial Nacional, la CONAE impulsará estas líneas de cooperación entanto resulten convergentes con los desarrollos previstos en el citado Plan Espacial y sirvan para concretar proyectos que confluyan a metas bien definidas. La agencia espacial argentina privilegiará acciones y programas internacionales conjuntos con metas compartidas, que contribuyan a la integración regional en el marco del MERCOSUR.
Con estos lineamientos, la CONAE
encaró la realización de la misión SAC-C y la ejecución
de convenios de cooperación internacional con aquellos organismos interesados
en participar en la misión espacial argentina. Así CONAE desarrolló
el satélite, las cámaras de teleobservación (cámara
MMRS, cámaras HRTC y HSC), el Whale Tracker, el sistema de recolección
de datos DCS, y proveyó las facilidades para la operación de los
mismos, como así también la recepción de datos de la carga
útil. El nivel de excelencia y originalidad alcanzados con este proyecto
argentino no tardó en ganar adeptos en el mundo. Los siguientes son los
países que se asociaron a la misión SAC-C:
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Estados Unidos: Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) |
La misión SAC-C se encuadra
en el "Acuerdo Marco de Cooperación para el Uso Pacífico
del Espacio Ultraterrestre", vigente entre las agencias espaciales
de la Argentina y de los Estados Unidos, CONAE y NASA, desde 1991. Para este
proyecto la NASA proveyó los servicios de lanzamiento, efectuados con
un vehículo portador Delta 7320, el seguimiento del satélite en
su fase inicial de operaciones, apoyo en casos de contingencias, el magnetómetro
escalar de helio y el instrumento GOLPE.
Además nuestro satélite es el único socio extranjero que
integra la "Constelación
Matutina" de la agencia espacial norteamericana. Se trata
de la primer constelación de satélites para la observación
de la Tierra, formada por los satélites norteamericanos Landsat 7, EO-1,Terra
y el argentino SAC-C.
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Brasil: Agencia Espacial Brasilera (AEB) e Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
La CONAE acordó con la agencia brasilera la utilización de los laboratorios del INPE para realizar los ensayos ambientales del SAC-C y su carga útil, esto es, probar la resistencia del satélite ante las exigencias termomecánicas que tendría durante su lanzamiento y mientras desempeña su misión en el espacio.
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Italia: Agencia Espacial Italiana (ASI) |
La ASI proveyó parte de los paneles solares del SAC-C y los instrumentos IST e INES, de control y orientación de satélites.
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Francia: Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES) |
La agencia espacial francesa participa en la misión con el instrumento ICARE, para monitorear los efectos de la radiación cósmica sobre componentes electrónicos.
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Dinamarca: Instituto Danés de Investigaciones Espaciales (DSRI) |
La agencia dinamarquesa instaló en el SAC-C el instrumento MMP, para medir el campo magnético terrestre.
| Las Cámaras de teleobservación del SAC-C: | ||
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Multiespectral
(MMRS)
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Pancromática
(HRTC)
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Alta Sensibilidad (HSC) |
| Barredor Multiespectral de Mediana Resolución (Multispectral Medium Resolution Scanner) |
La Cámara Multiespectral de Resolución Media MMRS es un barredor electrónico diseñado para estudiar ecosistemas terrestres y marítimos. Este sensor detecta la radiación proveniente de la superficie de la Tierra en cinco bandas del espectro electromagnético, especialmente seleccionadas para satisfacer las necesidades de los usuarios argentinos, que utilizan esos datos para conocer los usos de la tierra o las características de aguas costeras e interiores, por ejemplo.
La resolución de las imágenes MMRS es de 175 metros, con un ancho de barrido de 360 kilómetros. La resolución del SAC-C es ideal para las actividades agropecuarias y marítimas de la Argentina, ya que provee la cantidad justa de información, necesaria para estudiar grandes extensiones de territorio, como nuestras costas o nuestros campos.
Se llama "resolución" a la medida del objeto más pequeño que puede distinguir el sensor, o dicho en otras palabras, es el área que representa cada pixel en el terreno... Según las aplicaciones puede requerirse distinta resolución espacial. Para detectar detalles en áreas pequeñas se necesita alta resolución, y en cambio en los océanos, donde se producen fenómenos a gran escala, es necesario tener una cobertura mayor (extraido de la Publicación Didáctica 1 "Conocimientos Básicos sobre Teleobservación": Satélites NOAA)
La revisita natural del SAC-C es de 16 días, período que puede acortarse. La transmisión de datos del satélite a la estación terrena se realiza en tiempo real, y cuando es requerido, el SAC-C almacena imágenes y datos auxiliares en el grabador de estado sólido que lleva abordo. La capacidad del grabador para almacenar imágenes depende de la relación de compresión lograda, que a su vez es función de la entropía de las mismas. La máxima capacidad de almacenamiento estimada es:
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Compresión |
Máxima imagen almacenada |
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relación de compresión 4:1 |
360 x 5600 Km. |
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relación de compresión 10:1 |
360 x 12.000 Km. |
| Ficha técnica de la Cámara MMRS: |
| Geometría | |
| Resolución espacial | 175 metros en ambas direcciones |
| Enlace en banda X | 175 metros (con estación principal) |
| Ancho de barrido | 360 Km |
| Precisión geométrica | mejor que 1 pixel especificada (0.5 pixel deseada) |
| Corregistración entre bandas | < 0.5 pixel |
| Corregistración multitemporal | 1 pixel |
| Las dimensiones del pixel se mantienen constantes fuera del nadir y solamente presentarán mínimas variaciones (< 1%) debido a la actitud del satélite. | |
| Por tratarse de un barredor tipo "Push Broom", la MMRS tiene un ancho de barrido constante de 360 Km. El largo de la imagen depende solamente de los instantes de inicio y fin de la toma, estando éstos limitados por la capacidad del grabador a bordo, para el caso de las imágenes almacenadas. Para la transmisión en tiempo real, la limitación está dada por el tiempo en que el satélite se mantiene en visibilidad de la Estación Terrena Córdoba (xx minutos). | |
Radiometría |
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| Bandas MMRS | Banda #1 | 480 - 500 nm | azul verdoso |
| Banda #2 | 540 - 560 nm | verde | |
| Banda #3 | 630 - 690 nm | rojo | |
| Banda #4 | 795 - 835 nm | Infrarrojo cercano (NIR) | |
| Banda #5 | 1550 - 1700 nm | IR medio de onda corta (SWIR) | |
| Rango dinámico total | > 2000:1 | ||
| Rango dinámico por toma | >256 :1 | ||
| Ruido | < 2 DN (para todas las ganancias) | ||
| Precisión de la calibración radiométrica | < 7% | ||
| Calibración interbanda | <5 % | ||
| Para optimizar los rangos dinámicos de la imagen, la MMRS dispone de la facilidad de ajustar su ganancia, tiempo de integración y nivel de negro, en forma independiente en sus 5 bandas. | |||
| La cámara MMRS dispone de facilidades de calibración radiométrica abordo, para mantener actualizada la calibración absoluta pre-lanzamiento realizada en laboratorio. | |||
| Cámara Tecnológica de Alta Resolución (High Resolution Technological Camera) |
La Cámara Tecnológica de Alta Resolución es un barredor electrónico que mejora la resolución de las imágenes MMRS. El tamaño del pixel en tierra es de 35 metros, con capacidad de detección en el espectro visible.
Para obtener las imágenes HRTC se envian al satélite comandos en tiempo diferido, que le indican dónde y cuándo tomar la imagen. Luego estas se almacenan, junto a otros datos auxiliares. Los datos son almacenados en una memoria de estado sólido, con capacidad para grabar una imagen de 90 km. x 1150 km. El enlace para la recepción de datos en la estación Terrena Córdoba se realiza con un transmisor en Banda X.
| Ficha técnica de la Cámara HRTC: |
| Geometría | |
| Resolución espacial | 35 metros en ambas direcciones |
| Ancho barrido | 90 Km |
| Precisión geométrica | mejor que 1 pixel especificada (0.5 pixel deseada) |
| Corregistración multitemporal | 1 pixel |
| Las dimensiones del pixel se mantienen constantes fuera del nadir y solamente presentarán mínimas variaciones (< 1%) debido a la actitud del satélite. | |
| Por tratarse de un barredor tipo "Push Broom", la HRTC tiene un ancho de barrido constante de 90 Km. El largo de la imagen depende solamente de los instantes de inicio y fin de la toma, estando éstos limitados por la capacidad del grabador abordo. | |
| Radiometría | |
| Banda de la HRTC | pancromática de 400 a 900 nm |
| Rango dinámico total | > 2000:1 |
| Rango dinámico por toma | >256 :1 |
| Ruido | < 2 DN (para todas las ganancias) |
| Para optimizar los rangos dinámicos de la imagen, la HRTC dispone de la facilidad de ajustar su ganancia, tiempo de integración y nivel de negro por comando desde tierra. | |
| Cámara HSC |
| Cámara de Alta Sensibilidad (High Sensitivity Camera) |
Esta cámara fue diseñada para realizar estudios de la intensidad luminosa de áreas pobladas, tormentas eléctricas, fuegos en zonas forestales, evolución y dinámica de auroras polares. Esta cámara opera durante las pasadas nocturnas, aproximadamente a las 22.30 horas, y tiene capacidad de almacenar los datos.
| Ficha técnica de la Cámara HSC: |
| Geometría | |
| Resolución espacial | 300 metros |
| Ancho barrido | 700 Km |
| Radiometría | |
| Banda de la HSC | pancromática entre 450 - 850 nm |
| Sensibilidad | 0.1 de saturación para una fuente puntual de 2 Kw, equivalente a 78 W/Dn |
| GOLPE |
| Gps OccuLtation and Passive reflection Experiment |
Instrumento provisto por el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, y consiste en un receptor TurboRogue III GPS, con cuatro antenas independientes de alta ganancia apuntando a direcciones distintas: hacia el zenith, hacia el nadir, hacia adelante (dirección de velocidad) del satélite y hacia atrás. El objetivo de este instrumento es registrar las señales GPS directas, refractadas y reflejadas por la Tierra, que recibe el SAC-C. El GPS TurboRogue III proporciona información sobre la posición del satélite con precisión mejor que un decímetro, y el tiempo (horario), con error menor que 1 nanosegundo (después de un procesamiento en que se emplea el sistema de referencia global IGS). Esta capacidad de posicionamiento tambien se usa para medir la componente de onda larga del campo gravitatorio terrestre.
Las dos antenas de alta ganancia que apuntan en la dirección de movimiento del satélite, reciben señales de los satélites del sistema GPS que aparecen y se ocultan en el limbo terrestre. Así, usando técnicas de ocultación GPS se puede determinar la temperatura atmosférica y el contenido de vapor de agua, con una frecuencia de hasta 500 ocultaciones por día uniformemente distribuidas sobre la Tierra. La antena apuntada en dirección al nadir se usa para captar las señales GPS reflejadas por la superficie terrestre, lo que permite caracterizar la elevación y rugosidad de la misma, esos datos también son aplicables a la determinación de la circulación oceánica y los vientos superficiales.
Como el receptor TurboRogue puede operar en dos frecuencias, posibilita la determinación del contenido total de electrones en la ionosfera (TEC) sobre las direcciones directa, refractada y reflejada de las señales, proporcionando datos valiosos para la determinar la estructura ionosférica. La medición del contenido total de electrones en la ionosfera resulta un complemento importante para las mediciones del MMP, dado que en conjunto proporcionan información sobre las corrientes y conductividades ionosférica y magnetosférica. Los perfiles de temperatura estratosférica basados en técnicas de ocultación, pueden revelar interacciones entre los campos de estas temperaturas y el calentamiento por efecto Joule de las corrientes ionosféricas, que son especialmente variables durante tormentas geomagnéticas.
Entre otras aplicaciones científicas, la misión SAC-C permite obtener datos durante el máximo del presente ciclo de actividad solar. Los mismos mejorarán las estimaciones del retraso ionosférico, el cual degrada la precisión de radares para altimetría de una sola frecuencia, como los de los satélites ERS-1/2 y GEOSAT.
| Primeros resultados del GOLPE: |
El 7 de julio de 2001, el Blackjack
del SAC-C adquirió el primer perfil de ocultaciones, y desde entonces
continúa adquiriendo unas 250 ocultaciones diarias.
Este receptor ha mejorado la capacidad de los GPS/MET, dada su mejor relación
señal/ruido y el mejor posicionamiento en la atmósfera.
El receptor GPS de la Misión SAC-C captura perfiles de alta resolución
sobre la tierra y los océanos.
| MMP |
| Magnetic Mapping Payload |
Este experimento fue desarrollado por el Danish Space Research Institute y el JPL de la NASA. El MMP efectúa mediciones del campo magnético terrestre con gran precisión y sensibilidad. Esta formado por un magnetómetro vectorial (CSC) y uno escalar (SHM). El magnetómetro vectorial está instalado en un banco óptico junto a una cámara estelar no magnética, que permite determinar la intensidad del campo magnético terrestre en sus tres direcciones. El magnetómetro escalar está ubicado en el extremo de un mástil desplegable de 8 metros, y permite realizar la calibración absoluta del magnetómetro vectorial con una precisión del orden de 1 nT.
Objetivos del MMP:
| Elementos que componen el Magnetic Mapping Payload: |
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| Cámara Estelar (cámara + electrónica) | |
| Magnetómetro Vectorial (CSC) (sensor + electrónica), provisto por DSRI | |
| Magnetómetro Escalar de Helio (SHM) (sensor + electrónica ), provisto por JPL | |
| Subsistema de Potencia | |
| Computadora de Control | |
| Mástil desplegable de 8 metros, mecanismos de liberación y despliegue | |
| Ficha técnica del MMP: |
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Peso Total del MMP: |
27.9 kg |
Rango del CSC: |
+/- 65,000 nT |
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Potencia Consumida: |
34 Watt |
Resolución del CSC: |
0.1 nT |
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Rango del SHM: |
20,000-70,000 nT |
Velocidad de Muestreo del CSC: |
20 Hz / 100 Hz |
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Precisión Absoluta del SHM: |
1 nT |
Precisión Cámara Estelar: |
Mejor que 2 arcsec |
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Velocidad de Muestreo del SHM: |
2 Hz |
Precisión del Sistema: |
0.5 nT/componente |
| ICARE |
| Influence of Space Radiation on Advanced Components |
Instrumento aportado por el CNES de Francia, tiene un módulo para ensayar componentes electrónicos (un total de 29 componentes de última generación), y permite mejorar los modelos ambientales de radiación.
Objetivos del ICARE:
Desarrollos asociados:
Objetivos científicos:
| IST |
| Italian Star Tracker |
El rastreador de estrellas de la Agencia Espacial Italiana es un desarrollo tecnológico que prueba un sistema completamente autónomo para determinación de actitud y órbita, usando un sensor de estrellas cuyos datos son comparados con un catálogo estelar que se encuentra abordo del satélite.
| INES |
| Italian Navigation Experiment |
Este experimento está compuesto por dos sistemas separados, un receptor GPS Tensor y un receptor GPS Lagrange. Estos receptores tienen objetivos completamente diferentes y han sido desarrollados por la empresa italiana LABEN con fondos de la ASI.
| GPS Tensor |
| El receptor GPS Tensor es utilizado por el satélite SAC-C como sensor primario para proveer soluciones de navegación y actitud. |
| Aunque este receptor forma parte del bus del satélite, ASI y Laben están interesados en determinar la capacidad de determinación de actitud y precisión del receptor. |
| GPS Lagrange |
| El receptor GPS Lagrange es un receptor de frecuencia dual para los satélites GPS y GLONASS. |
| El objetivo principal del Lagrange es para aplicaciones en sondeo atmosférico, geodesia, determinación de perfiles ionosféricos, determinación precisa de órbita y navegación en tiempo real, usando las constelaciones de los satélites GPS y GLONASS. |
| El receptor Lagrange provisto para la Misión SAC-C tiene una configuración reducida, con una sola antena apuntando al zenit. La finalidad de este receptor en el SAC-C es para una validación tecnológica del instrumento y un experimento de determinación precisa de órbita. Los mismos son efectuados con datos de la constelación IGS. Un experimento novedoso es el uso de la constelación GLONASS simultáneamente con la constelación GPS y un estudio de la precisión obtenida por el uso combinado de estos dos sistemas. |
| DCS |
| Data Collection System |
Este es un sistema de recolección de datos en tierra através de estaciones de bajo costo, que permite la lectura de parámetros ambientales tales como: hidrométricos, de control de contaminación, temperatura, humedad, velocidad y dirección de vientos, humedad de suelos, profundidad de napa freática, de radiación solar, etc.
Las estaciones se localizan en cualquier punto geográfico y tienen una lógica programable que permite la lectura de una amplia variedad de sensores a ser definidos por los usuarios. Los intervalos de medición también son programables a pedido de los usuarios.
Los datos adquiridos son almacenados en una memoria de estado sólido. Cada estación es contactada una vez por día por el satélite, y se le transmiten los datos almacenados al mismo. CONAE luego realiza la distribución de estos datos a cada usuario, en forma diaria. El SAC-C puede recoger los datos de 180 a 400 estaciones durante una sola pasada, dependiendo de la cantidad de datos almacenados en las mismas.
| Ficha técnica del DCS: |
| Velocidad de transmisión de datos al satélite: | 4800 bits por segundo |
| Enlace: | a través de un receptor y un transmisor en Banda UHF |
| Capacidad de almacenamiento: | 4 segundos, según el tiempo de transmisión al satélite |
| Las estaciones pueden ser alimentadas por baterías, por red eléctrica u otros medios | |
| Las mismas también admiten diversos tipos de interfaces con los sensores | |