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PRIAS Programa de Investigaciones Aerotransportadas

Misiones Aerotransportadas desplegadas en Costa Rica

La principal labor del Programa de Investigaciones Aerotransportadas y Sensores Remotos (PRIAS) es gestionar o vincular el despliegue de misiones aerotransportadas en territorio costarricense. Esta labor se formalizó con la creación del PRIAS en el 2003 durante la coordinación de la primera misión CARTA, sin embargo se remonta a proyectos anteriores que sirvieron como iniciativa y promovieron la investigación aerotransportada en el espacio aéreo costarricense.

Durante el periodo de finales de los años 90 a la actualidad la NASA ha realizado múltiples misiones de carácter científico-tecnológico en el trópico, entre los antecedentes que se tienen registrados están las misiones:

  • ACCENT I & II (Atmospheric Chemistry of Combustion Emissions Near the Tropopause) la cual buscaba estudiar los efectos de los cohetes y aviones en la alta troposfera y la estratosfera inferior. Se realizó en el año de 1999 [1]
  • CWVCS (Clouds and Water Vapor in the Climate System) Esta misión tenía como objetivo describir y comprender los procesos que controlan el flujo de los gases de la troposfera hacia la estratosfera. Esta misión se realizo en el año de 2001. [2]

A partir de este primer acercamiento por parte de la NASA hacia el territorio costarricense, se logra mediante la vinculación del científico Franklin Chang el desarrollo de misiones aéreas utilizando como plataforma de despliegue el aeropuerto Internacional Juan Santamaría, entre las más importantes mediante un acuerdo entre los centros espaciales adjuntos a la NASA y CeNAT se citan las siguientes:

  • AVE (Aura Validation Experiment) Su objetivo era comprender el transporte de gases y aerosoles en la troposfera tropical y su intercambio con la estratosfera inferior, para poder generar un modelo a escala global de recuperación de la capa de ozono, calidad de aire y el cambio climático.  Esta se efectuo para el año 2004 y sus consecutivos en el año 2006 y 2007. [3] 

Logo Misión AVE Misión CR AVE

  • AIRSAR Mesoamericano (Airborne Synthetic Aperture Radar) El objetivo fue realizar un mapeo con un Radar de Apertura Sintético (SAR) aerotransportado sobre las aéreas de conservación y de patrimonio cultural en la región mesoamericana. Esta se efectuó para el año 2004 su parte I y en el 2006 la parte II. [4]

Misión AirSAR de las Américas

 
  • Misión TCSP

    TCSP (Tropical Cloud Systems and Processes) El objetivo de la misión fue el estudio de la precipitación dinámica y termodinámica del sistema de nubes, incluyendo la formación de ciclones tropicales, a través del avión ER-2, DC-8 y WB57 de la NASA y el P3 de la NOAA, esta fue la misión de mayor evento de la NASA en el 2005. [5]

  • Ticosonde/Name: Fue una misión donde colaboro la NASA, la North American Monsoon Experiment (NAME), el Instituto Nacional de Meteorología (INM) y las cuatro universidades estatales de Costa Rica. El objetivo era caracterizar la estructura vertical y la variabilidad temporal de la atmosfera en América Central durante el verano. Ha sido la misión con mas seguimiento puesto que se trabajó desde al año 2004 al 2007. [6][7][8][9]

  • TC4 (Tropical Composition, Cloud and Climate Coupling): Efectuada en el 2007, el objetivo de esta misión fue investigar la estructura, propiedades y procesos en el Pacífico tropical oriental. Se pretendía validar las observaciones de la información satelital con los instrumentos que se incorporaban en las plataformas aerotransportadas, los que podían volar a mayor altitud recogerían los datos de la tropopausa, mientras que la aeronave que volaría a media altura proporcionaría los perfiles y las mediciones de la estructura de la troposfera tropical superior y la estratosfera inferior. Para el despliegue de esta misión se utilizaron las plataformas aéreas DC-8, ER-2 y el WB57. [10] 

  • HIPPO Global: HIAPER Pole-to-Pole Observations (HIPPO):Tenía como principal objetivo el seguimiento del ciclo del carbono y el estudio de gases de efecto invernadero mediante las mediciones de secciones transversales de las concentraciones atmosféricas de aproximadamente polo a polo, desde la superficie hasta la tropopausa, medido cinco veces durante distintas estaciones en un periodo de tres años. Toma de datos en Costa Rica 2009. [11]

  • CARTA 2003-2005 (Costa Rica Airborne Research and Technology Applications): Estas misiones fueron realizadas mediante un decreto ejecutivo, el objetivo principal de estas misiones fue de recopilación de datos geoespaciales por una parte, así como el desarrollo de conocimiento científico a través de los sensores multi e hyper espectrales; en los que se citan los siguientes para el año 2003: cámara fotogramétrica RC-10 y sensor multiespectral MASTER. Para el año 2005 se utilizaron: Cámara Digital DCS, Cámara RC-30, sensor multiespectral MASTER y sensor hyperespectral HYMAP. Los datos de las misiones CARTA son los que tienen en la actualidad la mejor cobertura del país a la mejor resolución y están disponibles para venta o investigación en el PRIAS, tanto las imágenes aéreas de alta resolución como los datos de los sensores más especializados con una gran caracterización espectral.

Durante las misiones CARTA se vincularon diversos proyectos, entre ellso se pueden mencionar dos misiones de carácter científico desarrolladas durante el despliegue de CARTA 2005

  • AVEMS (Aircarft-Based Volcanic Emissions Mass Spectrometer): Su objetivo era medir la concentración de gases en la atmósfera. En CARTA 2005 fue utilizado para medir la pluma volcánica en diversos volcanes de Costa Rica: Poas, Arenal, Irazú y Turrialba. [12]
  • LVIS (Laser Vegetation Imaging Sensor): Este es un instrumento de detección remota conocida como LIDAR, los datos recolectados tienen la finalidad de utilizarse para información topográfica y conocer la cobertura vegetal. Efectuado en el año 2005, se tomaron los lugares como Barva-La Selva, Palo Verde, volcán Arenal, Santa Rosa, Turrialba.

El aeropuerto internacional Juan Santamaría sigue siendo la plataforma de despliegue de múltiples misiones aerotransportadas de corte científico, muchas de ellas patrocinadas por la NASA y coordinadas por el PRIAS.

  • UAVSAR 2011 (Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar): La primera de múltiples misiones en territorio nacional con el Radar de Apertura Sintética aerotransportado UAVSAR. Este sensor especializado permite capturar información de la superficie de la tierra sin importar la cantidad de nubes presentes entre el avión y el terreno observado. En el 2011 el énfasis principal de los estudios fue analizar la estructura de sitios arqueológicos en la región centroamericana y tomar datos de vulcanología en volcanes activos de la región. El sensor UAVSAR ha volado sobre suelo centroamericano desde el 2009 y la misión 2011 fue la primera de múltiples entregas por venir en espacio aéreo costarricense.
  • TORERO (Tropical Ocean tRoposphere Exchange of Reactive halogen and Oxigenated VOCs): El Laboratorio de Observaciones de la Tierra del Centro Nacional para Investigaciones de la Atmósfera (NCAR/EOL por sus siglas en inglés), ejecutó en el 2012 el proyecto TORERO “Tropical Ocean tRoposphere Exchange of Reactive halogen species and Oxygenated VOCs” utilizando como plataforma una aeronave tipo Gulfstream V (GV) modificada para investigación perteneciente a la National Science Foundation (NSF) y al NCAR. Los objetivos del proyecto son estudiar la liberación, transporte y destino de los gases halogenos reactivos (RHS) y los compuestos orgánicos Volátiles (VOCs), y su efecto en la capacidad oxidativa de la atmósfera en el Océano Pacífico Este en la zona Tropical durante la época de mayor productividad biológica en el océano.
  • AirMOSS (Airborne Microwave Observatory of Subcanopy & Subsurface Mission): También utilizando un radar de apertura sintética, esta vez en la banda P (P-Band SAR), la misión AirMOSS se desplegó en el cielo costarricense por primera vez en la primera mitad del 2013. AirMOSS tiene como objetivo principal determinar el aporte de la humedad del suelo en las estimaciones de carbono, reduciendo así la incertidumbre presentes en el cálculo del Intercambio Neto de Ecosistemas (NEE por sus siglas en inglés).
  • UAVSAR 2013 (Uninhabited Aerial Vehicle Synthetic Aperture Radar): Nuevamente en el 2013 el sensor UAVSAR sobrevoló los cielos costarricenses, esta vez enfocado en el estudio de las deformaciones de la corteza volcánica, los manglares, la humedad del suelo, la biodiversidad y estructura de los bosques y humedales, así como los riesgos de inundación. Los principales objetivos incluyen desarrollar una técnica para predecir erupciones volcánicas a partir del análisis de deformación de la corteza volcánica, desarrollar un mapa de vulnerabilidad de manglares, biomasa y altura del dosel y generar mapas de cambios probables en estos ecosistemas.

La labor del PRIAS como principal punto de contacto para el desarrollo de misiones aerotransportadas en territorio nacional y con el surgimiento de nuevas necesidades se han vinculado iniciativas con entidades de otras naciones para el desarrollo investigaciones aerotransportadas, de entre ellas las más destacadas han sido con entidades académicas canadienses con las cuales se han desarrollado múltiples proyectos e inclusive una misión científica de interés nacional:

  • MAC-13 (Misión Aerotransportada Carbono 2013): En el marco de la iniciativa REDD+, el Centro de Investigaciones Geográficas de la Universidad de McGill (GIC), con el apoyo de la Agencia Espacial Canadiense (ASC-CSA) y en colaboración con el laboratorio de aviación del Consejo Nacional de Investigación Canadiense (NRC-CNRC), desplegó en conjunto con el PRIAS la Misión Aerotransportada Carbono 2013 (MAC-13) que capturó información hiperespectral de sectores boscosos claves del país utilizando los sensores especializados CASI y SASI transportados en un avión Twin Otter del NRC. El objetivo de la misión es desarrollar metodologías para cuantificar carbono a partir de datos de alta caracterización espectral como lo son los datos de los sensores utilizados y las investigaciones derivada de este despliegue seguirán gestandose en conjunto entre el PRIAS y el GIC durante cinco años, es decir, hasta el 2018. [13]

 

Elaboración:

Christian Vargas Bolaños

Referencias:

  1. http://jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov/wb57/missions.html
  2. http://jsc-aircraft-ops.jsc.nasa.gov/wb57/missions.html
  3. http://www.espo.nasa.gov/ave-costarica2/logistics.html
  4. http://airsar.jpl.nasa.gov/
  5. http://airbornescience.nsstc.nasa.gov/tcsp/index
  6. http://bocachica.arc.nasa.gov/TICOSONDE/Ticosonde-NAME.html
  7. http://bocachica.arc.nasa.gov/Ticosonde_2005.html
  8. http://bocachica.arc.nasa.gov/TICOSONDE/Ticosonde_CR-AVE/index.html
  9. http://bocachica.arc.nasa.gov/TICOSONDE/
  10. http://www.espo.nasa.gov/tc4/
  11. http://www.eol.ucar.edu/deployment/field-deployments/field-projects/hippo_global_1
  12. http://www.nasa.gov/missions/science/volcano.html
  13. http://www.geog.mcgill.ca/MAC13/
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