Como se introdujo hace un par de semanas, la búsqueda de sinergia entre los satélites ha comenzado a tomar fuerza en la estrategia de las misiones de observación de la tierra. De esta forma, al crear constelaciones de satélites no se pretende solamente disminuir el tiempo de revisita, como ocurría en la mayoría de casos, si no que busca la obtención de más información aprovechando las capacidades de varios instrumentos.

Con esta filosofía se ha planteado FLEX (FLuorence EXplorer), el octavo “Earth Explorer” del programa de observación de la tierra de la Agencia Espacial Europea. Esta misión está enfocada a cuantificar la actividad fotosintética en superficie, mediante la medición de la fluorescencia producida por la clorofila durante la fotosíntesis.

 ESA FLEX Earth Explorer 8 Concept (ESA/ATG medialab. ID:350061)

La fluorescencia es el proceso mediante el cual la energía lumínica es absorbida a una longitud de onda determinada y reemitida a una longitud de onda mayor. Este proceso junto con el incremento de temperatura son los mecanismos que tienen los cloroplastos para disipar el exceso de radiación recibida durante la fotosíntesis. Al ser iluminado un cloroplasto con la luz solar, la radiación fotosintéticamente activa (PAR), que cubre el rango entre los 400 y 700nm, activa el mecanismo de fotosíntesis de los pigmentos fotosintéticos, de los cuales el principal responsable de la emisión de fluorescencia es la clorofila a, que muestra picos de emisión en 690 y 740nm, y es lo que se conoce como la fluorescencia inducida por el sol (SIF). Este parámetro es útil para evaluar el estado de la vegetación, y se relaciona íntimamente con la capacidad de captación de CO₂ por parte de la misma. Por esta razón, su estudio ayudará a obtener un conocimiento más preciso del ciclo del carbono y aportará una herramienta nueva en la monitorización de cultivos y masas forestales, siendo más sensible a los cambios que otros parámetros utilizados actualmente como son los índices de vegetación.

El problema que se presenta para la medición de fluorescencia en teledetección es que estas emisiones en el rojo e infrarrojo son mucho más débiles que la energía reflejada por la superficie de la planta y, por lo tanto, hay que desacoplar de la radiancia observada en la superficie la energía reflejada del sol y la emitida por la planta. Para ello se utilizan las bandas de absorción del oxígeno, situadas en 687nm y 760nm del espectro electromagnético, las cuales sirven de filtro para la energía proveniente del sol, haciendo más perceptible la influencia de la fluorescencia en esos puntos del espectro. Los métodos que se aplicarán para la obtención de los valores de fluorescencia en FLEX serán los denominados “Spectral Fitting Methods” (SFM) los cuales necesitan gran resolución espectral. Este proceso tiene una gran complejidad, y por ello se deben tener en cuenta multitud de factores tanto atmosféricos como de superficie, para que los cálculos sean lo más precisos posibles. FLEX se servirá de datos proporcionados por Sentinel-3 para la caracterización de la atmósfera (nubes, aerosoles y vapor de agua) y la superficie (tipología de la cobertura, parámetros biofísicos y temperatura de la superficie).

Para poder obtener estos productos de fluorescencia, FLEX orbitará en tándem delante de uno de los dos satélites Sentinel-3, tomando imágenes del mismo objetivo con una diferencia de entre 6 y 15 segundos entre ellos. FLORIS, el sensor de FLEX, cuenta con un swath de 150 km, frente a los 1270 km de OLCI, o los 1400/740 km en “nadir”/”Backward” respectivamente del SLSTR. Las especificaciones requeridas para cumplir con su objetivo se detallan en la tabla siguiente, donde se puede ver que las características van adaptándose dependiendo del rango del espectro, siendo de gran resolución espectral en las bandas de absorción del oxígeno, para poder aplicar la metodología que acabamos de comentar.

ESA (2015). Report misión Selection: FLEX,ESA SP-1330/2 (2 volume series), European Space Agency, Noordwijk, The Netherlands.