scieee AI-readable full text Open interactive document viewer

La Misión de oportunidad SMOS de la serie Earth Explorer. Radiometría por síntesis de apertura para la medida de la humedad del suelo y la salinidad del océano

Camps Carmona, Adriano José,Corbella Sanahuja, Ignasi,Bará Temes, Francisco Javier,Torres Torres, Francisco,Duffo Ubeda, Núria,Vall-Llossera Ferran, Mercedes Magdalena

Abstract

Desde medi ados de los años 80, di versas Agencias Espaciales han prestado una atención a los ll amados radiómetros interferométricos por síntesis de apertura. Estos in strumentos ofrecen por primera vez un salto cuantitativo importante en resolución espac ial como para permitir monitorizar la superfi cie terrestre a frecuencias bajas de microondas (banda L). En esta banda de frecuencias (1.4 GHz) existe la máxima sensibilidad de la temperatura de brillo tanto a la humedad del terreno, como a la salinidad del océano. En los radiómetros clásicos, la resolución espacial viene dada por el ancho de haz de la antena que, al ser escaneada, forma la imagen de temperatura de brillo. Por ello, para alcanzar la resolución espacial deseada (30-50 km como máximo, 10-20 km ideal) 'desde un satélite en órbita baja, las antenas requeridas tienen unas dimensiones inaceptablemente grandes: entre 10 y 20 metros de diámetro. Durante los años 90, la Agencia Europea del Espacio (ESA) llevó a cabo una serie de estudios tecnológicos con vistas a desarrollar un radiómetro por síntesis de apertura bidimensional en banda L. A este proyecto se le llamó MIRAS (Microwave Imaging Radiometer by Aperture Synthesis). En Noviembre de 1998, la mi sión SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) basada en el concepto derivado de los estudios del proyecto MIRAS, fue propuesta como respuesta a un anuncio de «Misiones de Oportunidad Earth Exploren) lanzado por la ESA [1). En Mayo de 1999, después de un proceso de selección de 27 propuestas, la ESA aprobó la mi sión SMOS en segundo lugar para una fase A extendida. Este artículo describe brevemente la moti vación de esta misión , los principios de funcionamiento de dicho in strumento y las actividades en las que ha participado y participa un grupo de profesores del Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, de la Universitat Politecnica de Catalunya.

Full text

LA MISIÓN DE OPORTUNIDAD SMOS DE LA SERIE EARTH EXPLORER. IOMETRÍA POR SÍNTESIS DE APERTURA PARA LA MEDIDA DE LA HUMEDAD DEL SUELO Y LA SALINIDAD DEL OCÉANO A. Camps, I.Corbe Lla , l .Bará, F. Torres, N. Duffo, M. Vall.llossera camp s@ lsc.upc.es, co rb e lL a@ lsc.upc.es, [email protected], [email protected], du ffo@t sc. up c.es, merce@t sc. upc.es Uni ve rsitat Politecnica de Cata /un ya, Campus Nord, D3, lel (3 4) 934016849, ABSTRACT Des de me di ados de los años 80, diversas Agencias Espaciales han prestado un a atención a los ll amados radiómetros interferométricos por síntesis de apertura. Estos instrumentos ofrecen por primera vez un salto cuantitativo importante en resolución espacial como para permitir monitorizar la superficie terrestre a frecuencias bajas de microond as (banda L). En esta banda de frecuencias (1.4 GHz ) existe la máxima sensibilidad de la temperatura de brillo tanto a la humedad del terreno, como a la salinidad del océano. En los radiómetros clásicos, la resolución espacial viene dada por el ancho de haz de la antena que, al ser escaneada, forma la imagen de temperatura de brillo. Por ello, para alcanzar la resolución espacial deseada (3 0-50 km como máximo, 10-20 km ideal) 'des de un satélite en órbita baja, las antenas requeridas tienen unas dimensiones inaceptablemente grandes: entre 10 y 20 metros de diámetro. Durante los años 90, la Agencia Europea del Espacio (ESA) llevó a cabo una serie de estudios tecnológicos con vistas a de sa rrollar un radiómetro por síntesis de apertura bidimensional en banda L. A este proyecto se le llamó MIRAS ( Mi crowave Imaging Radiom eter by Aperture Synthesis). En Noviembre de 1998, la mi sión SMOS (Soil Moi sture and Oce an Salinity) basa da en el co ncepto derivado de los estudios del proyecto MIRAS, fue propuesta como respuesta a un anuncio de «Misiones de Oportunidad Earth Exploren ) lanzado por la ESA [1). En Mayo de 1999, después de un proceso de selección de 27 propuestas, la ESA aprobó la mi sión SMOS en segundo lu gar para una fase A extendida. Este artículo describe brevemente la mo ti vación de esta mi sión, los principios de funcionamiento de dicho instrumento y las actividades en las que ha participado y participa un grupo de profesores del • RAMAs DE ESTUDI ANTES D EL IEEE Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions, de la Universitat Politecnica de Catalunya. 1. INTRODUCCIÓN El progr eso en la predicción del tiempo , monitorización del clima y predicción de desastres naturales pasa por una mejor cuantificación de la humedad del suelo (Soil Moisture, SM) y de la Salinidad del Mar (Sea Salinity, SS). Recientemente, los resultados de varios grupos de trabajo concluyen que nuevos progresos dependen en estos momentos de la disponibilidad de información glob al y periódica de la SM y de la SS. Ho y en día es bien conocido que sobre la tierra, los flujos de agua y energía en la interfaz entre el suelo y la atmósfera dependen fuertemente de la SM. La evaporación, la infiltración y la escorrentía están regulados por la SM en la superficie, mientras que en la zona de las raíces regula la cantidad de agua que es capaz de absorber la vegetación. Por lo tanto, la variación espacio-temporal de la SM aparece como una variable clave en el ciclo hidrológico, y en consecuencia, en los modelos climáticos, de predicción del tiempo y de monitorización de la vegetación. Figura l. El ciclo hidrológi co. 37 En el océano, la SS juega un papel importante, por ejemplo, en la zona subpolar del Atlántico Norte, donde intrusiones de agua de mar de baja salinidad influencian la circulación termohalina profunda y el transporte de calor meridional. La s variaciones de la salinidad también afectan la dinámica superficial en los océanos tropicales, donde la lluvia modifica la densidad de la capa superficial y los flujos de calor en la interfaz entre la superficie del océano y la atmósfera. Las variaciones espacial y temporal (anual e interanual) de la SS son, pues, un indicador del ciclo del agua e imponen las condiciones de contorno en los modelos que rigen el acoplamiento entre el océano y la atmósfera. Aunque tanto la SM como la SS se utilizan habitualmente en los modelo s atmosféricos , oceanográficos e hidrológicos, hoy en día no existe la capacidad de medir directa y globalmente estas dos variables claves. Como la realización de medidas in situ dista mucho de ser global, la única solución es la de una mi sión espacial dedicada. 2. RADIOMETRÍA DE MICROONDAS: CONCEPTOS BÁSICOS La radiometría de microondas es la técnica más eficiente y precisa conocida para monitorizar la SM y la SS. Radiometría es la rama de la teledetección consistente en la medida de la radiación espontánea emitida por los cuerpos, en el caso que nos ocupa, en la banda de microondas. Esta medida viene caracterizada por la temperatura de brillo (T 8)' proporcional a la temperatura física (T Ph) Y a un parámetro llamado emisividad que depende de las características eléctricas de la superficie en cuestión, su rugosidad, la polarización p y los ángulos de observación en elevación (8) y azimuth (<1» . (1) Habitualmente la medida de T 8 se realiza con receptores muy sensibles conectados a antenas muy directivas. La medida de la potencia de ruido captada por la antena es proporcional a la llamada temperatura de antena (T A)' que no es más que la media de T 8( 8, <1» ponderada por el propio diagrama de radiación de la antena. La región del espectro en banda L (1.400-1.427 MHz ), protegida de interferencias y reservada para observación pasiva, ofrece una posibilidad única de medir estos dos parámetros, que no pueden ser detectados en ninguna otra banda de frecuencias. 38 .... 2fK) ....-----------, VIl \ . ....,....~I!oIr 1 . ~l~.RIdaT ._ ...., '1 ... Figura 2. a) Temperatura de brillo del suelo en función de la humedad del terreno. Figura 2.b) Temperatura de brillo del agua en fun ción de la temperatura física y de la salinidad. [2]. Uno de los mayore s inconvenientes de la radiometría en banda L es que requiere enormes antenas para conseguir una resolución espacial aceptable, lo que supone un reto tecnol óg ico muy importante en una misión espacial. Por ello, aunque este concepto fue demostrado por algunos experimentos pioneros en banda L llevados a ca bo en el SKYLAB en los 70 , ninguna mi sión espacial dedicada fue lanzada posteriormente: para conseguir una resolución espacial aceptable ( ~50-60 km) se requerían antenas de tamaños prohibitivos (radio del reflector ~ 4 m). Las investigaciones que siguieron en años posteriores se centraron pues en medidas terrestres o en radiómetros embarcados en avión, con resultados muy esperanzadores. La figura 3 muestra un mapa de SS y otro de SM obtenidos con los ra di ómetros en banda L SLFMR y ESTAR, respectivamente. Gr acias al desarrollo reciente de la llamada radiometría interferométrica por síntesis de apertura es posible conseguir estas prestaciones. La radiometría por síntesis de apertura está inspirada en el concepto de radioastronomia mediante interferometrÍa de gran línea de base VLA (Figura 4). Figura 3.a) El sensor SLFMR en los bajos de un avión DeHavilland Bea ve r Figura 3.b) Mapa de salinidad en la bahía de Chesapeake obtenida con el sensor SLFMR [3] F;,su.-.2 . Soil M o;'tu r. M~pi .n . _ ,d Si n a l . e h oann. ' Al& ori th rn V aJ id _ ;o n U_ na ESTAR. i n SOP97 Figura 3.e) Mapa de temperatura de brillo obtenida con el sensor ESTAR y mapa de humedad del terreno asociado [4]. La idea co nsiste en col oc ar en una estruc tur a des ple gable un co njunto de pequeñ os r ec ept ores, para después resc ontruir la temperatura de brillo de la esce na co n una r eso lu ción co mpar able a la de una a nt ena de radio cuyo tamaño fu ese igual a la se par ación e ntr e los re ce ptores más alejados. Figura 4. El Very Lar ge Array ( VLA ) en Socorr o, Nu evo Mé ji co, USA. Esta id ea fue propuesta inicialmente por D. M. LeVine ( NAS A Godd ar d) et a l. , en los años 80 co n el pr oyec to ESTAR (El ect ri ca lly St eered Thinn ed Array Ra di o met er) y va lidad o co n un sistema aerotransportado desarrolado en la Uni v er sidad de Ma ssachusetts en Amherst. Este sistema obtenía r eso - • RAMA s DE E sTUDlANfES DEL IEEE lución angul ar en una dir ecc ión mediante ape rtur a r ea l (a nt enas tipo bastón) y en la otra dir ecc ión mediante sí nt esis de ape rtur a (Figura 5). \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ Figura 5. El radiómetro por síntesis de apertura ESTA R(Elect ri cal Steered Thinned Ar ra y Radiometer En E ur opa, un co ncepto mejorado del mismo fue estudiado por la A ge ncia Europea del Espacio. Es el pr oyect o MIRAS (Figura 6). MIRAS ca pitaliza parte del dis eño de ESTAR , y a la vez re pr es ent a me jor as s ub stancia le s. Al re a liz ar s ínt es is de apertur a bidimensional se puede medir TB en un mar ge n de áng ulo s de in c id encia m ay or es y en l as d os pola ri za cione s (verti ca l y ho ri z ont al, o par alela y perpendicular al plano de incidencia). Además, el instrumento mide una esce na co mpleta en só lo 0 .3 s, lo que co rresponde a un emborrona mi ento ( << blurring») de la imagen de 2.2 km, men os de un 10% del tamaño de píxe l. A medida que el satélite avanza, ca da pí xel se ve bajo dif er entes áng ul os de in cidencia en ca da una de las im áge n es , lo que permite r ec uperar parámetros de la superficie con mucha mayor pr ecisión [5 ]. Co n es ta perspec ti va la mi sión SMOS fue pr opuesta a la Agencia Europ ea del Espacio [2]. Es una mi sión co n unos obje ti vos cientí fi cos amplios y a mbi - ci osos , a la vez que puede co nsiderarse co mo un demos tr ador para allanar el ca mino de futuros sistemas que utili ce n estas mi smas téc ni cas. Se pr evé que la mi sión SMOS genere además in formación sig ni fi ca ti - va del co ntenido de agua de la vegetación, lo que puede ser muy útil en la estimación de producción de las cosechas. Finalmente, se espera poder rea li zar un pr ogreso imp or tante en el estudio de la cr i osfe ra, mejorando la estim ac ión del manto de ni eve, de la estruc tur a multi ca pa de hi elo, del hi elo en el mar etc. Estos parámetros son igualmente importantes en el estudio del ca mbi o clim áti co . La misión SMOS pr etende obtener, so br e el océa no abierto, mapas global es de salinidad con una pr ecisión mejor que 0.1 PSU (a pr oximadamente l 39 Figura 6. Geometría de observación del in strumento MIRAS (misión SMOS). Nótese el parecido con el VLA ( Fi gura 4) , aunque en el VLA las antenas están espaciadas logarítmicamente y en MIRAS están equiespaciadas 0.89 ,1,. . PSU = 1 parte por mil) cada varios días, con una resolución espacial de 200 km; y sobre la tierra mapas globales de humedad del suelo con un a precisión de 0.035 m3 /m 3 cada 3 días, con una resolución espacial mejor que 60 km, así como contenido de agua en la vegetación con una precisión de 0.2 kg m-2. La plataforma estará en órbita heliosíncrona (6 a.m .) a una altura de 757 km. La Tabla 1 resume las características principales. Tabla 1 Principales parámetros de la misión. Parámetro Valor Tamaño' Peso Consumo Swath Resolución espac ial Sensibilidad rawométrica - 4 .5 m cada brazo (Y) 17 5 kgy 220W 620 km 30 -90km 0.8 - 2.2 K Precisión radio métrica < 3 K F echa de lanzam ie nt o prevista 2005 'l-&. .. qlt .1I1rqIl! .ltMUño dtl bnIzo s •• mmp>ri>lt >l del ndio do llOfltctm nqurib p OR >1c1mlr lo _ nsonam "P.d.!. lA ..... 'f vohJmm dtl ~ ~SOl'lmuáo...",.. s . SMOS es una misión ambiciosa, basada en un co ncepto de in strumento novedoso que ha requerido y requerirá en los próximos años de una cantidad de trabajo muy considerable tanto en el diseño de la misión y como del propio instrumento. El pr esente 40 La misión SMOS pretende obtener, sobre el océano abierto, mapas globales de salinidad con una precisión mejor que 0.1 PSU artículo pretende describir los conceptos básicos del instrumento y de la misión. 3. RADIOMETRÍA POR SÍNTESIS DE APERTURA: CONCEPTOS BÁSICOS El esquema b ás ico de un radiómetro interferométrico se presenta en la Figura 7. Cada línea de ba e mide la correlación c ru zada entre las señales bl(t) y b/ t) captadas por cada par de antenas que forman la agrupación di spersa (Figuras 5 y 6 ). F n, ( ~, 1l) G 1 Figura 7. Esquema básico de una línea de base en un radiómetro interferométric o. En el caso ideal, antenas y receptores idénticos y ancho de banda relativo despreciable, supo ni e nd o que las antenas de la agrupación están situadas sobre el plano XY en las posiciones (x 1, Y 1) Y (x2, y2), cada correlación cruzada es una mu est ra de la ll amada función de visibillidad V(u,v) (unidades: Kelvin) [6,7] (2) donde ( ul2,v l-2 )=(x2 -xl , y2-yl)/( es el espaciado entre antenas normalizado a la longitud de onda, (1;; r'J)= (sin eco s 4> , sin e sin 4» son los cosenos directores respecto de los ejes X e Y, y F repre se nta la transformada de Fourier entre los dominios (1;, 1"\ ) y (u,v). Ts (1;, 1"\ ) es la temperatura de brillo (Kelvin), IF n( 1; , 1"\ )1 2es el diagra ma de radiación normalizado de las antenas (s in unidades, y supuesto igual para todas), ks es la constante de Boltzman, n es el ángulo sólido de antena, G es la ganancia en potencia de cada cadena receptor y B es el ancho de banda de ruido. Como la temperatura de brillo es una función en dos dimensiones limitada al círc ul o unidad ( 1; 2 +1"\ 2=sin2 e~ 1), su transformada de Fourier (f unción de visibilidad) es muestreada de manera óptima sobre una malla hexagonal en el plano (u,v). La gran ventaja de los B URAN N"15 M AYO 2000 si stemas interferométricos sobre l os de ape rtur a real r es ide en su m ayo r resolución angular. En co n cre to, se puede dem os tr ar que és ta es la misma qu e la de un ph ase d a rr ay co n una a nt ena situada en ca da punt o (u,v). La Fig ur a 8 mu es tr a los punt os de mu es tr eo co rr es pondient es a una ag rup ació n en Y co n 23 ant enas p or br azo . '" ", . 'o· o· 1 10 ' -3l - 3JJ · 00 .I~ J Figura 8. Cobertura de fr ecuencias espaciales (u , v) asociadas a una agrupaqión en Y c on 23 antenas por bra zo separadas d==0.89 longitudes de onda. Re s pecto el mue s treo rectangular , el mue stro hexagonal permite una reducción del 1 3.4 % de las mue stras de visi. bilidad y del hardware asociado [8,9]. El único problema es que debido a limitacione s tecnológica s ( tamaño de la s antenas y acoplamientos múlUos entre ellas) la mínima lín ea de ba se no se puede hacer igual a longitude s de onda (c riterio de Nyqui st para mue s treo hexagonal , en vez de 112 para mue s treo rectangular ). En este caso , tendremo s aliasing y el campo de visión ( FOV , Field Of View ) estará limitado por la repetición pe riódica del círculo unidad centrado en (1/(3d, lid ), (1I(3d, -lid ), (-l/(3d, lid ), (-1/ (3 d, -lid), (2/(3d, O) , y (-2/( 3d , O). Sin embargo , como una gran parte del círculo unidad está ocupada por el cielo, con una te mperatura de brillo conocida y mucho menor que la temperatura de brillo de la tierra, se pueden apli ca r algunas t éc nica s de pre-proce sa do [9] a fin de ensanchar el FOV libre de alias ha sta la frontera Ti e rra-cielo ( Figur a 9). Finalment e, la Figura 10 pre se nta el FOV libre de alias tal y co mo aparece so bre la s up erficie de la Tierr a [1]. Las Figuras 9 y 10 so n parecida s, per o como la agrupación está inclinada hac ia delante , el FOV par acece ensanchado en la parte s uperior , y encogido en la parte inferior. Se pre s entan tres familia s de curvas : ángulo de incidencia constante (i), á ngulo respecto de la dirección perp e ndicular al plano de la agrupación (e.), y reso lución espacial ( ~ s). Es ta s tres familias so n distin- • RAMAS DE ESTUDI ANTES DEL IEEE tas ya que el plano de la ag rup ació n está inclinado , esto es ~ ;r0 . " :' . -' : '" J,.",' ~ r ~ ... / :t " • ~ ... ~ (. "V rt ¡ lI r : ........ / ; ', , ' 'r' :. -... . " .: -' . :. :U '· ,hn,'" ; : , , ', '¡ • ••.. : • • - • - ~ ... • • • • • . • •• - • - : . • • . • • .: ~ . - . '. ( .. ' . ', - .. : - ... .. , . , . . " . ', ( • • • •••• • :- '~ •• ' _ ' • •• : ... . . . •• •• ; . _ ... .. J ..... ::: ••• _ " ,. ~ ~ .. " . .. 1 ',~ ' ,A : ' J. .... , ', ;' ', 1$ ',.o Figura 9. Contorno de la Ti erra (línea continua) y alias de la Tierra (líneas discontinuas) limitando el FOV libre de alias para un instrumento como MIRAS, en la siguiente configuración altura = 639 Km , cabeceo /3=34 °, y separación entre antenas d=0.89 A. En esta configuración la anchura del FOV libre de alias es de 725 Km para ángulos de in cidencia sobre la tierra entre 40° y 55°. . .,. !, ... ~ ... 11"'" • ji • ~ . .. 't . - ... -- -_ ... " ~ I ' Figura JO. FOV de una configuración de S MOS. El eje y es paralelo a la dirección de avance del satélite {J ] A la hora de evaluar la s pr es tacione s de la misión SMOS la resolución espacial juega una especial rele - vancia. El ánguloe . no só lo influ ye en la res olución espacial , s ino en la s en s ibilidad radiométrica ya que el digra ma de radiación de la a ntena elemental debe se r tenido en cuenta. Por otra parte , la temperatura de brillo emitida por la Tierra depende del ángulo de incidencia para cada polarización . 41 ~Or-~------~~ ___ ~~~~---,~o _------~Soil -x X .... \ ~ 9 r---_~ ft ;:t.';~ ~// 'Á '\ \ 0.1 0.8 .t 0.1 /" /\ \\ / \, \ / \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 0.2 D.3 ~ ~ ~ 0.6 ~ 0.4 .; o. 2 __ Horizonlally Polorized 0.1 - - V,rticaJly Polarizo! \ \ \ <.l '\\\ O.)~ \ 0.6 -¡¡ \ \\ ~ \ \\ 0.1 \\\ o.s \~\ ~9 o.°O~~I~O~~~-=~--~~--~~~~W~~~~~ AlIIJle ot Incidente •• dOy"" Figura 11. Emisividad y rejlectividad del suelo húmedo y del mar en función del ángulo de incidencia [2 J Como se comentó anteriormente, en cada perido de medida se obtiene un mapa completo bidimensional de temperaturas de brillo, T B' A medida que el satélite avanza, cada píxel sobre la Tierra se ve varias veces, con ángulos de incidencia variables. Esto es, cada píxel se mueve de arriba a abajo a lo largo de un segmento vertical en la Figura 10. A medida que avanza, el ángulo de incidencia, el tamaño del píxel, y el ángulo respecto de la normal al array varían. MIMOSA es un proyecto a tres años actualmente en proceso de evaluación En términos de recuperación de la humedad de suelo este hecho es de considerable interés [5]. En primer lugar, proporciona un número mayor de muestras independientes; yen segundo lugar, permite mejorar la discriminación entre parámetros de la superficie desconocidos (espesor óptico de la vegetación, etc.), ya que introducen distintas variaciones en T B con el ángulo de incidencia. WISE es un proyecto a un año financiado por la ESA que prevé una campaña de medidas de un mes de duración en la plataforma petrolífera Casablanca de Repsol, en las costas de Tarragona En términos de recuperación de la salinidad del mar también se espera que la información multivista 42 sea importante a la hora de descartar píxeles contaminados con radiación proveniente del Sol a través de reflexiones en la superficie de la mar, y a la hora de tener en cuenta la variación azimutal de la emisividad del mar debida a la rugosidad introducida por el viento. 4. LA UNIVERSITAT POLITECNICA DE CATALUNYA y EL PROYECTO MIRAS Desde 1993, en el Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions de la Universitat Politecnica de Catalunya se ha venido trabajando en el proyecto MIRAS en el marco de dos proyectos de investigación de tres años financiados por la CICYT (Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología) y ocho convenios con la ESA, algunos de ellos como consultores de MIER Comunicaciones, encargada de la construcción de los receptores, y CASA, encargada de las antenas, estructura mecánica etc. y contratista principal del llamado Proyecto Piloto del Demostrador de MIRAS. La mayor parte del trabajo realizado se ha centrado en el estudio del instrumento en sí mismo desde el punto de vista de ingeniería: análisis de errores, técnicas de calibración e inversión, etc. La radiometría por síntesis de apertura bidimensional ofrece una oportunidad única para obtener dos variables geofísicas de vital importancia en el estudio del clima y su variación, como son: la humedad del terreno y la salinidad del mar En la actualidad, las dos grandes líneas de actividad se centran en los proyectos WISE -MIMOSA Y el desarrollo del simulador de MIRAS. Los proyectos WISE y MIMOSAEstos dos proyectos pretender estudiar los efectos de la salinidad, del viento (intensidad y dirección del oleaje y espuma) y de la temperatura superficial del mar en la temperatura de brillo del mar en banda L, para diferentes ángulos de incidencia y de azimut. Se pretende con ello tener modelos fiables para ser incluidos en los algoritmos de recuperación de salinidad que se aplicarán a los datos generados por la misión SMOS. WISE es un proyecto a un año financiado por la ESA que prevé una campaña de medidas de un mes de BURAN N°15 MAYO 2000 duración en la plataforma petrolífera Casablanca de Repsol, en las costas de Tarragona (Figura 12 ). Además de UPC, cuenta con la participación del Institut de Ciencies del Mar y LODYC (Francia). Sus objetivos se focalizan bási ca mente en el modelado de los llamados parámetros de Stokes en banda L. Los parámetros de Stokes son las temperaturas de brillo en poalrización vertical y horizontal, y las partes real e imaginaria de la correlación cruzada de los campos en polarizaciones vertical y horizontal. MIMOSA es un proyecto a tres años actualmente en proceso de evaluación. Sus objetivos son más ambiciosos y, caso de ser aprobado, in cluirán una campaña de medidas de 4 meses de duración en la misma plataforma, con vuelos simultáneos de otros radiómetros en banda L etc. Su objetivo último es ya el desarrollo de los algoritmos que, partiendo de los datos de SMOS, lleguen a la recuperación de la SS. Además, se estudirá el impacto de la salinidad, su variación con la profundidad etc. en los modelos de circulación oceánica y de interacción océano-atmósfera. Figura 12. La plataforma petrolífe ra Casablanca de Repsol en las costas de Tarragona. El Simulador de SMOS. El simulador de SMOS pretende optimizar y co mpletar un programa ya existente que permite estudiar el comportamiento del in strumento: desde la generación de la órbita de la plataforma hasta el análisis de errores en las temperaturas de brillo recuperadas, pasando por un generador de escenas de temperatura de brillo a partir de parámetros geofísicos, un modelado de los errores in strumentales, técnicas de calibración etc. Este trabajo se llevará a cabo dentro de un proyecto financiado por la CICYT, y probablemente con apoyo de la ESA. .. RAMAs DE ESTUDlANTES DEL IEEE 5. CONCLUSIONES La radiometría por sí nte sis de apertura bidimensional ofrece una oporturudad única para obtener dos variables geofísicas de vital importancia en el estudio del clima y su variación, como son: la humedad del terreno y la salinidad del mar. A pesar de haberse utilizado desde hace varias décadas en radioastronomía, el concepto del in strumento MIRAS para observación de la Tierra es innovador y ambicioso. Gran parte de lo s desarrollos se han realizado desde principios de los 90, cuando el concepto se planteó por vez primera. Estos progresos han ido madurando esta técnica, hasta el punto de que la mi sión SMOS fuera factible, y fuera aprobada por la ESA como una mi sión de oportunidad dentro de la serie de los Earth Explorer. En la actualidad el proyecto se encuentra en fase A, donde se llevará a cabo un análisis detallado de toda mi sión, y si no hay imprevistos, el lanzamiento está previsto para el año 2005. Este artículo describe las principales motivaciones de dicha mi sión, los principios básicos de las técnicas de síntesis de apertura en radiometría y las principale s contribuciones de la Univer s itat Politecnica de Catalunya a dicho proyecto. REFERENCIAS [1] Kerretal. , 1998, MIRAS on RAMSES: radiometry applied to soil moisture and salinity measurements, Full proposal, A.O. Earth Explorer Opportunity Missions, ESA, 1998. SMOS web site: http://wwwSV.cicLfr/cesbio/smos [2] Ulaby et al., Microwave Remote Sensing, Vol 1, ed. Artech House, Boston MA, 1981 [3] http : //www . v i m s . e d u / fa c i lit i e s / BeaverSLFMR .htm, http://www.quad-eng.com/ terra/lb/lb.html [4] http : //maximu s.ce.was hington . edu/-tempcm/ Post2002/smm3.html [5] Wigneron, J.P ., P. Waldteufel, A. Chanzy, J. C. Calvet, O. Marloie, Hanocq, and Y. Kerr, «Retrieval capabilities of L-Band 2-D interferometric radiometry over land surfaces (SMOS Mission) >>, 6th Specialist Meeting on Microwaves Radiometry, VSP, Zeist, The NetherIands, in press, 1999. [6] Thompson, A. R ., J. M. Moran, and G. W. Swenson, Interferometry and Synthesis in Radio Astronomy, John Wiley and Son s, 1986. [7J Ruf , C. S ., C. T Swift, A. B. Tanner, D. M. LeVine, «Interferometric Synthetic Aperture Radiometry for the Remote Sensing of the Earth», IEEE Tran s. on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 26, N° 5, pp 597-611, September 1988. [8J Mersereau, R. M., «The Processing ofHexagonally Sampled Signals», Proceedings of the IEEE, Vol 67, W 6, pp 930-949, June 1979. [9] Camp s, A. , « Application of Interferometric Radiometry to Earth Observation», Tesis Doctoral, 1996, Universitat Politecnica de Catalunya. 43