Cómo la evolución de la televisión nos puede ayudar a predecir desastres naturales

Los humanos somos capaces de hazañas que en su momento fueron propias de la ciencia ficción, como hablar a través de una pantalla o pisar la Luna, pero seguimos sin ser capaces de adelantarnos con precisión a los desastres naturales. Gracias al continuo desarrollo tecnológico, los telediarios podrán dar noticias como esta dentro de pocos años:

“Las imágenes del satélite ayudaron a los servicios de emergencias a predecir el desarrollo de las inundaciones para que los ciudadanos fueran evacuados de forma segura antes de la subida del agua. Los meteorólogos pudieron predecir la trayectoria de la tormenta que causó los daños, y pudieron ver a tiempo los primeros indicios del corrimiento de tierras que enterró un área residencial tras la evacuación”.

Deslizamiento de tierras en El Salvador.
United States Geological Survey

Para conseguirlo, el satélite debe vigilar nuestro planeta desde el espacio casi en tiempo real. Esto es posible gracias a la misma órbita que se usó, en 1964, para retransmitir los Juegos Olímpicos de Tokio desde Japón hasta EE. UU. El primer gran acontecimiento deportivo transmitido vía satélite: el Syncom 3.

¿Cómo funciona la televisión por satélite?

La señal de televisión no tiene suficiente potencia para llegar a todo el mundo; por eso, la transmitimos usando repetidores. Un repetidor recibe una señal débil, la amplifica y la emite con más potencia hasta nosotros. Finalmente, en casa ponemos una antena apuntando hacia el repetidor para que reciba la señal y la lleve por cable hasta la tele.

Podemos imaginar la señal de televisión como un haz de luz. Como no atraviesa paredes ni montañas, la antena emisora y la receptora deben verse entre ellas. Por eso, los repetidores son estructuras muy altas situadas en sitios elevados y las antenas de casa las ponemos en un tejado o terraza que no tenga obstáculos delante. Aún así, las zonas escarpadas y montañosas pueden tener problemas para recibir la señal.

Cuanto más alto esté el repetidor, a más sitios llegará la televisión. ¿Dónde pondremos el repetidor más alto del mundo? Por supuesto, en el espacio.

Pero, ¿cómo vamos a poner un repetidor en el espacio? ¿No se caerá? Si lo dejamos quieto, sí, caerá y se romperá contra el suelo. ¿Cómo es posible? Si en el espacio no hay gravedad, ¿verdad? ¿Por qué flotan los astronautas entonces?

La realidad es muy diferente a la creencia popular de la gravedad cero. Si dejamos caer una pelota desde el espacio (trayectoria blanca en la imagen que sigue a este párrafo), lo hará verticalmente, en caída libre. Si le damos un poco de velocidad horizontal (trayectoria azul), volverá a entrar en caída libre, pero aterrizará en un punto diferente del planeta. Si la lanzamos más rápido (trayectoria verde) llegará más lejos. Y si la lanzamos con la suficiente velocidad, nunca llegará a tocar el suelo porque la pelota entrará en órbita.

Caída libre de una pelota sobre la Tierra.
Jorge Nicolás-Álvarez

Imagine que va en un ascensor y se rompe el cable: durante la caída, su cuerpo flotará por el aire como si no hubiera gravedad. Entrará en un estado conocido como microgravedad. Por eso, los astronautas no flotan porque no haya gravedad en el espacio, sino porque están en órbita y una órbita es una caída libre eterna.

Entonces, si el repetidor está dando vueltas a la Tierra, ¿solo veremos la tele cuando pase por encima de nosotros? ¿El resto del tiempo no veremos nada? Tenemos la solución: la órbita geoestacionaria.

La órbita geoestacionaria

La fuerza de la gravedad de la Tierra disminuye a medida que nos alejamos. Cuanto más lejos estemos del centro de la Tierra, menos velocidad necesitaremos para mantenernos en órbita. Por tanto, más tiempo tardaremos en completar una vuelta al planeta. Por ejemplo, los astronautas que viven en la Estación Espacial Internacional a 400 km de altura dan una vuelta a la Tierra cada 90 minutos aproximadamente. ¡Ven el amanecer 16 veces al día!

Si nos alejamos hasta los 35 786 km de altura, daremos una vuelta al planeta cada 23 horas, 56 minutos y 4 segundos. Esto es un día sideral: el tiempo exacto que tarda la Tierra en dar una vuelta sobre sí misma.

Como el satélite gira a la misma velocidad que la Tierra, nos parecerá que está prácticamente quieto; dibujando una pequeña elipse como si lo hubieran colgado con una chincheta en el cielo. Así, el repetidor será capaz de iluminar grandes áreas del planeta continuamente y nosotros podremos ver la televisión por satélite sin interrupciones.

Satélite radar en órbita geoestacionaria.
Jorge Nicolás-Álvarez

La órbita geoestacionaria puede servir para mucho más que para ver la tele. Los satélites radar envían una señal desde el espacio que rebota contra la Tierra y genera un eco. Estos ecos son procesados por el radar para obtener imágenes del planeta con resoluciones de decenas de metros que pueden utilizarse para detectar pequeños movimientos y así predecir desastres naturales desde el espacio.

El problema es que, hasta la fecha, todos los satélites radar orbitan a alturas bajas. Esto quiere decir que si hoy pasan por encima de nosotros no lo volverán a hacer hasta dentro de diez o quince días. Tiempo suficiente para que ocurra una catástrofe sin que el satélite se entere.

La solución consiste en hacerlos funcionar desde órbita geoestacionaria, pero la dificultad de esto es equivalente a tomar una foto desde 35 786 km con la cámara en movimiento y esperar que no quede borrosa. La determinación precisa de la trayectoria de los satélites geoestacionarios permitirá conocer este movimiento para enfocar las imágenes. Así, serán capaces de monitorizar grandes áreas del planeta para predecir desastres naturales y evacuar a la población a tiempo.

Así es como la misma tecnología que nos mantiene con la vista fija sobre una pantalla tendrá sus ojos puestos sobre nosotros para protegernos en todo momento de las amenazas de nuestro planeta.

Jorge Nicolás-Álvarez, Ingeniero aeroespacial. Investigador doctorando en CommSensLab, Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech y Antoni Broquetas Ibars, Profesor en el Área de Teoría de la Señal y Comunicaciones, especializado en sistemas de teledetección radar, Universitat Politècnica de Catalunya – BarcelonaTech

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.