Entrevista con Manuel Martín-Neira, Ingeniero del Instrumento Principal de SMOS

Martín-Neira, de nacionalidad española, comenzó a trabajar en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial (ESTEC) de la ESA en 1988 como Young Graduate Trainee en un proyecto de radiometría en microondas. Tras trabajar en la industria, volvió a la ESA en 1992 para trabajar en el Directorado Técnico donde comenzó el desarrollo de tecnologías y conceptos innovadores para instrumentos de teledetección, uno de los cuales fue el instrumento MIRAS. Fue asignado para proporcionar apoyo funcional al proyecto SMOS en 2002.

Manuel Martín-Neira estudió su MSc y PhD en Ingeniería de Telecomunicaciones en la Universidad Politécnica de Cataluña, Barcelona, España.

ESA: SMOS utiliza una nueva técnica para observar la humedad del suelo y la salinidad de los océanos - ¿nos podrías explicar en qué consiste?

Manuel Martín-Neira: Hasta la fecha, los radiómetros de microondas han utilizado ‘grandes antenas de barrido’ para generar una imagen. ‘Grandes’ para obtener una buena resolución espacial y ‘de barrido’ para capturar una franja ancha del terreno a lo largo de la trayectoria del satélite. Sin embargo, al utilizar bajas frecuencias como las de la banda-L, necesarias para ciertas aplicaciones, sería necesario emplear unas antenas enormes, en las que el mecanismo de apuntamiento supondría un auténtico reto. SMOS adopta una aproximación al problema radicalmente diferente – utilizamos pequeños elementos de antena con un ancho campo de visión para cumplir el requisito de la cobertura. Por otra parte, el procesado interferométrico de todas las señales de estas antenas permite obtener la buena resolución espacial requerida, y todo ello sin la necesidad de utilizar un apuntamiento mecánico.

ESA: ¿Cuáles son las ventajas de realizar mediciones en banda-L?

Manuel Martín-Neira: La ventaja de la banda-L es que la atmósfera es transparente a estas frecuencias, lo que nos permite tomar medidas directamente de la superficie de la Tierra. Por otra parte, la emisión térmica en banda-L tiene una mayor dependencia de parámetros geofísicos como el contenido de agua en el suelo y el contenido de sal en los océanos que la emisión en otras bandas de frecuencia.

La porción de la banda-L en la que observa SMOS – de 1400 a 1427 MHz – está reservada para observaciones pasivas por el reglamento internacional de radio. Esta protección es extremadamente importante para misiones como SMOS, que lleva unos receptores muy sensibles. Cualquier señal producida por el hombre en estas frecuencias podría ser interpretada como una variación en los parámetros geofísicos.

ESA: ¿Cuáles han sido los mayores desafíos técnicos a la hora de desarrollar la misión SMOS?

Manuel Martín-Neira: El primer reto fue producir varias decenas de receptores de microondas rentables y de bajo peso, con unas características eléctricas muy similares. En segundo lugar, el alojar un gran número de correlacionadores de alta velocidad en una unidad digital de correlación para constituir el núcleo de procesado interferométrico de abordo. Si no lo hubiésemos logrado, la cantidad de datos que hubiera sido necesario enviar a tierra hubiera resultado prohibitiva.

También fue un reto desarrollar el primer ‘cableado óptico’ que la ESA enviará al espacio. Esta tecnología es necesaria para transportar las señales de datos entre los receptores y los correlacionadores sin generar ningún ruido eléctrico que podría estropear las características de este instrumento ultra-sensitivo.

Por último, el desarrollo de un mecanismo simple para desplegar los brazos, que son una estructura ligera que debe ser extremadamente estable, utilizando muelles motores. Los receptores y los correlacionadores embarcados en SMOS son de tercera generación, mientras que el cableado óptico, los mecanismos y la estructura son de segunda generación.

En paralelo a todo esto, también fue un desafío desarrollar la teoría en la que se basa este nuevo instrumento, así como las técnicas de calibración que permitirán obtener imágenes con la calidad requerida.

ESA: ¿Hay algún otro satélite de observación de la Tierra que mida la humedad del suelo y la salinidad de los océanos?

Manuel Martín-Neira: Actualmente no hay ninguna misión dedicada a la medición de la humedad del suelo o de la salinidad de los océanos. De todas formas, sí que se presentan resultados sobre la humedad del suelo basados en los datos obtenidos con otros sensores embarcados en satélites, tanto pasivos (radiómetros) como activos (difusómetros de radar o radares de apertura sintética). También se han obtenido algunos resultados muy limitados sobre la salinidad de la superficie de los mares utilizando radiómetros de más alta frecuencia. De todas formas, se cree que la mayor sensibilidad a la humedad del suelo y a la salinidad de los océanos de un radiómetro en banda-L hará que las observaciones de SMOS sean las más precisas hasta la fecha.

ESA: ¿Cuál ha sido el aspecto más satisfactorio al desarrollar la misión SMOS?

Manuel Martín-Neira: Últimamente, el poder ver el desarrollo de la misión de principio a fin. El esfuerzo también ha valido la pena por muchas otras razones. Ha sido muy gratificante el tener la oportunidad de trabajar con un equipo internacional de young graduate y Spanish trainees, becarios y compañeros investigadores, desde el comienzo del desarrollo. Todos ellos han realizado contribuciones importantes en diversas áreas y han ayudado a definir lo que SMOS es hoy en día. Además, me he sentido muy apoyado por todos los compañeros de diversas partes del mundo, desde Japón a los Estados Unidos, desde China a los Estados Miembros de la ESA.

El participar en el desarrollo de la base teórica, enlazando la radioastronomía y la teoría de circuitos de microondas a través de la ecuación de ‘Corbella’, bautizada con el nombre de su autor, el profesor Corbella de la Universidad Politécnica de Cataluña, también ha sido muy gratificante.

Ha sido una alegría poder trabajar con los competentes y entusiastas socios industriales a lo largo de todos estos años, así como con el extraordinario e increíble equipo del proyecto SMOS aquí en la ESA. También es maravilloso que los científicos hayan puesto tanto interés y esperanzas en SMOS y que nuestro trabajo juntos haya dado como resultado una misión de gran valor. Finalmente, agradezco mucho el reconocimiento que siempre he recibido por parte de mis compañeros y jefes en la ESA.

ESA: ¿Seguirás involucrado en la misión una vez que el satélite esté en órbita generando datos?

Manuel Martín-Neira: Estaré involucrado en SMOS hasta el fin de la fase de entrada en servicio, cuando se realizará una evaluación preliminar de las actuaciones de la misión. Luego, junto al equipo de científicos, analizaremos la posibilidad de proponer una misión de seguimiento operacional ‘SMOSops’. Una misión como esta aseguraría la continuidad de las observaciones de la humedad del suelo y de la salinidad de los océanos por un periodo de 10-15 años tras la misión SMOS.

ESA: ¿Desde dónde seguirás el lanzamiento?

Manuel Martín-Neira: Estaré en ESA-ESAC en Madrid. Ahí es dónde estaremos recibiendo y procesando los datos científicos de la misión SMOS.

Nota del editor:

Esta entrevista forma parte de una serie de entrevistas con algunas de la personas clave involucradas en la misión SMOS. Las demás serán publicadas a lo largo de las próximas semanas.