El invento español que aprovecha el volcán para mejorar las imágenes de satélite

Para muchos científicos, el volcán de La Palma ha desatado un torbellino de actividad sin precedentes. En cambio, en la parte más alta de la isla la preocupación de muchos astrónomos es no poder trabajar porque las cenizas resultan peligrosas para los telescopios del Observatorio de Roque de los Muchachos. Sin embargo, algunos miembros del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) también están aprovechando la erupción para realizar estudios inimaginables en otras circunstancias. Son los responsables de la cámara infrarroja DRAGO, un instrumento español que desde hace meses está en órbita, integrado en el satélite ION de la empresa italiana D-Orbit que lleva a cabo la misión PULSE. Su objetivo es mejorar las imágenes que nos llegan del espacio y, con ellas, la información sobre catástrofes naturales, que repercute en la toma de decisiones. La entrada en acción del volcán de Cumbre Vieja les ha brindado una oportunidad inesperada: estudiar y mejorar su funcionamiento no solo desde el espacio, sino también desde tierra.

DRAGO es el primer artefacto desarrollado por el equipo de IACTEC-Espacio del IAC y capta imágenes en el espectro de infrarrojo de onda corta (en concreto, en dos bandas a la vez: 1100 y 1600 nanómetros), de manera que es capaz de mostrar elementos y fenómenos que no se aprecian en la imagen visible, es decir, la que capta el ojo humano a simple vista. Tras dos años de trabajo y multitud de pruebas, esta cámara de pequeñas dimensiones, con todo su hardware y software específicos, fue lanzada al espacio a bordo de un cohete Falcon 9 de Space X el pasado 24 de enero desde Cabo Cañaveral, en Florida (EEUU).

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Guillermo Cid Alejandro Martínez Vélez. La Palma. Infografía: Rocío Márquez

Esta primera versión de DRAGO es un “demostrador tecnológico”, que sirve para probar que la tecnología funciona antes de mejorar su desarrollo. La erupción de La Palma, que comenzó el pasado 19 de septiembre, era una oportunidad de oro y pilló al equipo perfectamente preparado. “En cuestión de horas enviamos los comandos al satélite para que apuntara bien y tomara una imagen válida”, explica a Teknautas José Alonso, gestor de IACTEC-Espacio.

El resultado fue increíblemente bueno: la instantánea captada el 20 de septiembre desde 516 kilómetros de altura permitía ver el cono volcánico activo. “Creo que era la primera imagen de satélite que realmente lo conseguía”, comenta el experto, ya que el satélite Sentinel 2 de la red europea Copernicus ha realizado un gran seguimiento de la erupción, pero en sus imágenes es difícil apreciar el punto de Cumbre Vieja del que brotaba la lava, envuelto en nubes o en el penacho de humo del propio volcán.

“La hipótesis que teníamos es que el humo de la erupción es opaco a la radiación visible, de forma que un satélite con una cámara visible no sería capaz de captar la lava que sale del cono volcánico. Sin embargo, DRAGO, al ser una cámara infrarroja de onda corta, permite ver a través de ese humo”, comenta Alonso. Para comprobarlo, los expertos del IAC cambiaron toda su planificación cuando comenzó la erupción y se desplazaron a La Palma con una réplica de la cámara que está en órbita. Era una oportunidad que no se podía desaprovechar: “Apuntamos al volcán y cuando en el visible solamente captábamos una cortina de humo, DRAGO registraba la actividad volcánica en imágenes nítidas”.

La aportación de esta tecnología puede ser muy relevante, sobre todo en este tipo de eventos: algunos tan inusuales como la entrada en acción de un volcán, otros tan cotidianos como los incendios. “En cualquier catástrofe natural la clave es tomar las decisiones adecuadas para minimizar el impacto y todas esas decisiones dependen de la información que se obtiene a través de diversos medios. DRAGO no deja de ser uno de esos medios, es capaz de aportar datos desde el espacio en una longitud de onda diferente”, destaca el investigador del IAC.

Un ingenio para el futuro

Aunque hay otros satélites equipados con cámaras infrarrojas, este instrumento español aporta importantes ventajas. Generalmente, este tipo de aparatos, una vez montados en los satélites, tienen que ir refrigerados. Esto se traduce en un elevado consumo energético, de manera que es necesario montarlos en satélites grandes que tengan una gran superficie de paneles solares, lo que encarece este tipo de proyectos. Sin embargo, DRAGO no necesita esa refrigeración gracias a la calibración que el propio instrumento, un procedimiento propio que está en vías de ser patentado. En definitiva, “es factible montar esta cámara en un satélite muy pequeño y mucho más barato, de forma que podemos tener una constelación de satélites al precio de un satélite convencional”.

A pesar de su carácter experimental, este instrumento ya ha tenido la oportunidad de registrar imágenes de varias catástrofes a lo largo de este año: desde incendios en Canadá y en el propio archipiélago canario (especialmente el de Arico, en Tenerife, el pasado mes de mayo) hasta inundaciones en la India. Sus desarrolladores confían en que una de sus grandes utilidades sea el estudio de vertidos de petróleo. Precisamente, el pasado mes de junio se produjo uno en el noroeste de La Palma y en aquella ocasión el satélite ION no pudo registrarlo a tiempo, pero más tarde los científicos del IAC comprobaron que en la misma longitud de onda de DRAGO se veía la mancha, así que es una de los usos que esperan confirmar en el futuro.

Ahora, la oportunidad de tomar imágenes del volcán de La Palma desde tierra permite precisar mucho más cuáles son las capacidades del instrumento e implementar mejoras. En realidad, con la primera versión de DRAGO “solo queríamos demostrar que la tecnología funcionaba, pero lo que nos está dando no nos lo esperábamos, no solo funciona, sino que soporta perfectamente las vibraciones y la radiación, y nos da imágenes válidas muy útiles”. No obstante, en el proceso de desarrollo hay algunas decisiones importantes. “A la hora de diseñar un instrumento de este tipo, hay que decidir entre un gran campo con menor resolución o un menor campo con mayor resolución. Es decir, no podemos tener mucha resolución y abarcar toda la isla”, comenta Alonso. La forma de resolver el dilema es realizar un 'zoom' desde el espacio.

En este momento, en la versión que está operativa en el satélite cada pixel son 300 metros, pero en el siguiente modelo será de 50 metros y esperan llegar a 5 metros. El DRAGO 2, que está casi listo irá montado en el satélite ALISIO (Advanced and Light Satellite for Infrared Observations), un proyecto del IAC que podría lanzarse a comienzos de 2023. Unos años más tarde, probablemente en 2026 o 2027, culminará un ambicioso proyecto que ya está dando sus primeros pasos: el lanzamiento de un telescopio infrarrojo y visible para observación de la Tierra.

Y mientras, ¿qué pasa en el Observatorio?

“Las siguientes versiones serán mejores en cuanto a resolución y potencia, pero DRAGO ya está dando sus frutos”, destaca otro miembro del IAC, Álex Oscoz. Sin embargo, en su calidad de jefe de Operaciones Telescópicas estos días está más preocupado por la situación del Observatorio del Roque de los Muchachos, situado en la isla de La Palma al borde del Parque Nacional de la Caldera de Taburiente, a 2.396 metros de altitud, es una de las baterías de telescopios más completas del mundo. Muchos de ellos han tenido que paralizar su actividad en los últimos días por el incremento de la emisión de cenizas del volcán.

“Hay telescopios de muchos países y cada uno decide qué criterios sigue para observar o no observar. En una situación normal, nosotros tenemos límites para la humedad, el viento y el polvo de la calima, porque afectan a las observaciones. El problema con el volcán es que las cenizas son de mayor tamaño que la calima, son muy abrasivas y afectan a los espejos”, explica. Por eso es fundamental la coordinación con la Agencia Estatal de Meteorología de España (Aemet), que proporciona al IAC simulaciones sobre la capacidad de los vientos de llevar las partículas hasta la cumbre de la isla.

“En función de estos datos decidimos si abrimos o no las instalaciones y lo cierto es que han estado bastante operativas, en los primeros días no hubo problemas, pero esta semana se han incrementado las cenizas”, añade. Sin actividad, no hay peligro, porque las cúpulas de los telescopios protegen los espejos y además cuentan con los llamados “pétalos”, una cubierta extra para protegerlos, pero cuando se encuentran en plena operación, observando el universo, deben estar al aire.

Sin embargo, aunque no puedan realizar el trabajo astronómico habitual, los investigadores no están de brazos cruzados. “Estos días prestamos nuestros dispositivos a los geólogos y vulcanólogos. Tenemos cámaras enfocando constantemente en la dirección del volcán, sismógrafos en el Observatorio del Teide y estaciones meteorológicas que, entre otras cosas, miden el polvo del ambiente”, comenta Oscoz. Al fin y al cabo, lo primero es lo primero: “Somos un servicio público y como tal nos comportamos”.