Primer modelo global del campo gravitatorio obtenido con GOCE

GOCE nos descubre un nuevo modelo del campo gravitatorio

30 junio 2010

El primer modelo global del campo gravitatorio terrestre, desarrollado en base a los datos obtenidos por el satélite GOCE de la ESA, fue presentado el pasado martes en el Simposio ‘Living Planet’ (Planeta Vivo), organizado por la ESA en Bergen, Noruega. La Agencia Espacial Europea lanzó el satélite GOCE en marzo de 2009 para medir el campo gravitatorio de la Tierra con una precisión y una resolución sin precedentes.

Este modelo, basado tan sólo en los datos obtenidos durante dos meses, entre noviembre y diciembre de 2009, demuestra la extraordinaria resolución del satélite a la hora de detectar ínfimas variaciones en el campo gravitatorio terrestre.

“GOCE está generando los datos que había prometido, con una finísima resolución espacial”, comenta satisfecho el Responsable de la Misión GOCE, Rune Floberghagen.

“Este primer modelo ya aporta mejoras significativas al ‘geoide’ de alta resolución, y continuará mejorándolo a medida que obtenga nuevos datos”.

El geoide es la forma que tendría un océano imaginario que cubriese todo el planeta, determinada simplemente por el campo gravitatorio de la Tierra, sin tener en cuenta mareas o corrientes. Es una referencia fundamental para estudiar con precisión la circulación oceánica, los cambios en el nivel del mar o la dinámica del hielo del planeta – aspectos afectados por el cambio climático.

Prof. Rummel on GOCE
El Prof. Rummel presenta los resultados de GOCE

El presidente del Consejo de la Misión GOCE y del Instituto de Geodesia Física y Astronómica de la Universidad Politécnica de Múnich, el Prof. Reiner Rummel, comenta que “el modelo del campo gravitatorio global generado a partir de los primeros datos de GOCE es muy prometedor. Se puede apreciar la contribución de estos nuevos datos en las grandes regiones poco caracterizadas con los métodos tradicionales, como son Sudamérica, África, el Himalaya, el Sudeste Asiático y la Antártida”.

“GOCE ya está cambiando nuestro concepto del campo gravitatorio terrestre sobre las masas continentales, especialmente en aquellas regiones que no habían podido ser estudiadas en detalle con las técnicas de campo tradicionales o con instrumentos embarcados en avión”, comenta el Dr. Floberghagen.

“Sobre los océanos, la mejora resulta todavía más evidente, ya que es la primera vez que se determina el campo gravitatorio marino con gran resolución espacial, de forma independiente y con un instrumento de esta calidad”.

Primer geoide obtenido con GOCE

Los nuevos modelos generados a partir de los datos obtenidos por GOCE ya están produciendo una gran cantidad de productos asociados, de aplicación directa en muchos campos de las ciencias de la Tierra. El mapa del campo gravitatorio y el modelo del geoide que generará GOCE al final de su misión serán clave para el avance de la ciencia y de sus aplicaciones en un gran rango de disciplinas, tales como la geodesia, la geofísica, la investigación oceanográfica y los estudios sobre los cambios del nivel del mar.

“Tras cada ciclo de dos meses de datos, el modelo del campo gravitatorio será más preciso y detallado. Estoy convencido de que estos datos serán de gran interés para muchas disciplinas de las ciencias de la Tierra”, concluye el Prof. Rummel.

Un excelente logro tecnológico

Para poder lograr los complejos objetivos de su misión, el satélite GOCE fue diseñado para orbitar la Tierra a una altitud extraordinariamente baja, a la que las variaciones del campo gravitatorio de la Tierra resultan más evidentes y fáciles de caracterizar.

Desde mediados de septiembre de 2009, GOCE ha estado midiendo las variaciones del campo gravitatorio a tan sólo 254,9 km de altitud media – la órbita más baja jamás mantenida de forma prolongada por un satélite de observación de la Tierra.

GOCE counteracting drag
Principio de compensación de la resistencia aerodinámica

Los restos de atmósfera a esta altitud harían decaer rápidamente la órbita de un satélite convencional. Sin embargo, GOCE está compensando continuamente los efectos de la resistencia aerodinámica con un motor iónico propulsado por gas xenón.

La compensación exacta de las fuerzas de resistencia permite que los sensores de gravedad se encuentren en un estado equivalente a una caída libre pura, lo que hace posible medir las variaciones de la fuerza de la gravedad aisladas de cualquier perturbación externa.

Para asegurar que la medición de la gravedad tampoco resulta perturbada por el movimiento de las partes internas del satélite, éste ha sido diseñado como un único sensor de extraordinaria precisión.

“El sistema de medición de la gravedad está funcionando extraordinariamente bien. El sistema está compensando de forma activa los efectos de la resistencia aerodinámica y proporcionando un conjunto de datos limpios y consistentes”, explica el Dr. Floberghagen.

“Esto de por sí ya constituye un excelente logro tecnológico. GOCE ha demostrado ser un satélite casi perfecto para medir el campo gravitatorio terrestre desde el espacio”.

En mayo, la ESA publicó el primer conjunto de datos del gradiente gravitatorio y del experimento conocido como ‘high-low satellite-to-satellite tracking’. Estos datos están disponibles para la comunidad científica y para su uso no comercial – y representan sólo una pequeña parte de lo que GOCE será capaz de hacer en los próximos meses.

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