Los aportes a la ciencia del sistema Galileo: coloquio científico en Valencia

Esas aportaciones científicas son las que van a centrar el 6º Coloquio Internacional de Aspectos Científicos y Fundamentales de GNSS* y Galileo, que se celebrará entre el 25 y el 27 de octubre de este año en la Universidad Politécnica de Valencia. Organizado por esa institución, ESA y Val Space Consortium, el coloquio continúa una iniciativa por la que, desde 2007, cada dos años se reúne la comunidad científica para analizar las diferentes aplicaciones que los datos de Galileo tienen para la ciencia. 

“El número de campos científicos que se benefician de la navegación por satélite es cada vez mayor. Y lo mismo ocurre con el número de grupos que trabajan en Europa sobre estos temas, es una comunidad científica en claro crecimiento”, explica Javier Ventura-Traveset, quien dirige la Oficina Científica de Galileo en la ESA. En los cinco coloquios celebrados hasta ahora no sólo se ha puesto de manifiesto que la navegación por satélite tiene bastante que aportar a la investigación científica, sino que también, como afirma Ventura-Traveset, “se establecen contactos estables entre los principales grupos de investigación europea, se hacen conocer las ventajas diferenciales que aporta Galileo con respecto a GPS y podemos entender mejor cómo y con qué actividades podemos desde la ESA ayudar a convertir a Europa en una referencia en ciencia GNSS a nivel mundial”.

[*] Sistemas Globales de Navegación vía Satélite

Las aplicaciones de Galileo

Entre los temas que se tratarán en el coloquio de Valencia, sobre las posibilidades científicas que ofrece Galileo, figuran las ciencias de la Tierra, geodesia, física fundamental, navegación, posicionamiento y sus aplicaciones, y actividades científicas transversales de GNSS (como el uso de Big Data GNSS para usos científicos, la utilización de Cubesats y UAVs para ciencia GNSS, ciencia y educación, etc.). Además, Ventura-Traveset apunta que se reciben múltiples propuestas de aplicaciones sobre estudios detallados de la atmósfera, la actividad solar y meteorología espacial, radiación espacial, el clima y la meteorología e incluso estudios sobre etología animal y biodiversidad.

Muchas de estas propuestas tienen aplicaciones prácticas muy claras. En palabras del director de la Oficina de Ciencia de Galileo, “por ejemplo, las medidas de pseudorango de los satélites de navegación permiten medir con precisión, de forma local, geolocalizada y en tiempo real, la cantidad de vapor de agua en la atmósfera, que se puede combinar con modelos numéricos para mejorar la precisión y resolución de las predicciones meteorológicas”. Hasta se pueden aprovechar con fines científicos los contratiempos que puedan surgir en su puesta en operación.

“Un campo de gran interés actualmente es en relación a la experimentación en física relativista usando GNSS, campo en el que estamos haciendo avances muy interesantes, por ejemplo, usando dos satélites Galileo que se encuentran en una órbita con excentricidad y la alta precisión de los relojes basados en tecnología de máser de hidrógeno pasivo (PHM)”, señala Ventura-Traveset. Esos dos satélites son Galileo 5 y 6, que no pudieron alcanzar su órbita prevista por un problema durante su lanzamiento, en 2014, y que acabaron trazando recorridos alrededor de la Tierra demasiado elípticos para las operaciones nominales de navegación.

Los ingenieros los fueron corrigiendo hasta que consiguieron situarlos en posiciones orbitales que les permitían operar con normalidad, pero sus órbitas siguen siendo excéntricas, por lo que resultan ideales para realizar, además de un servicio de navegación, mediciones relativistas de la influencia de los cambios gravitacionales en los relojes a bordo.

La ciencia de GNSS

El interés que estos datos generados por el sistema Galileo tiene para la comunidad científica lleva a que sea fundamental que pueda accederse a ellos de una manera sencilla. “Ése es un tema de gran importancia”, apunta Ventura-Traveset, que añade que “desde la Oficina Científica de Galileo de la ESA, basada en ESAC, estamos estudiando la posibilidad de implementar un centro de datos científicos en relación a GNSS que sea una referencia mundial. En este sentido, la interacción con los científicos, por ejemplo  durante el coloquio GNSS/Galileo, es esencial para poder conocer bien sus necesidades como usuarios de ese gran archivo futuro”.

Es interesante que la comunidad científica pueda acceder a esos datos de Galileo porque, cuando esté a pleno rendimiento, la constelación completa será de 30 satélites, tendrá una cobertura global y ofrecerá un servicio continuado en el tiempo. “Eso permitirá que, a partir de 2020, tengamos más de 120 satélites de navegación en órbita, si tenemos en cuanto todos los sistemas GNSS operacionales, con garantías de continuidad en el tiempo; una oportunidad excelente para la ciencia”, afirma Ventura-Traveset. Además de la estabilidad de sus órbitas, que evitan resonancias con la gravedad terrestre, y de la extraordinaria precisión de sus relojes, algunos de los satélites de Galileo están equipados con instrumentos que permiten realizar además estudios de radiación en las órbitas medias terrestres, y mejorar sus modelos asociados.

Y Javier Ventura-Traveset explica también que “una aportación reciente de Galileo ha sido el hecho de facilitar información sobre los modelos físicos de la primera generación de sus satélites, los satélites IOV, unos datos que denominamos metadata. Conocer en detalle las propiedades físicas de los satélites permite modelizaciones muy precisas de las órbitas de Galileo, y eso aporta grandes ventajas para muchas de las aplicaciones científicas, como el posicionamiento preciso (PPP) o estudios sobre el efecto de la presión de la radiación solar”.

El sistema Galileo no se queda sólo en ofrecer navegación y posicionamiento globales con gran precisión, sino que proporciona grandes oportunidades para los científicos en campos muy variados.