Centinela-2
Misión de observación de la Tierra

Centinela-2
Modelo de un satélite Sentinel-2
Fabricante
OperadorAgencia Espacial Europea
AplicacionesMonitoreo de tierra y mar, mapeo de desastres naturales, observaciones de hielo marino, detección de barcos
Presupuesto
Tipo de nave espacialSatélite
AutobúsAstroBus-L
Constelación3
Lanzamiento masivo1.140 kg (2.513 libras) [2]
Masa seca1.016 kg (2.240 libras) [2]
Dimensiones3,4 × 1,8 × 2,35 m (11,2 × 5,9 × 7,7 pies) [2]
Fuerza1.700 W [3]
Diseño de vida7 años
Producción
EstadoActivo
Bajo pedido1
Construido3
Lanzado3
Operacional3
Lanzamiento inauguralSentinel-2A
23 de junio de 2015
Último lanzamientoSentinel-2C
5 de septiembre de 2024
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Sentinel-2 es una misión de observación de la Tierra del Programa Copérnico que adquiere imágenes ópticas de alta resolución espacial (entre 10 y 60 m) sobre tierra y aguas costeras. A los satélites Sentinel-2A y Sentinel-2B de la misión se les unirá en órbita en 2024 un tercero, Sentinel-2C, y en el futuro Sentinel-2D, que eventualmente reemplazarán a los satélites A y B, respectivamente. [4]

La misión apoya servicios y aplicaciones como el monitoreo agrícola, la gestión de emergencias, la clasificación de la cobertura terrestre y la calidad del agua.

Sentinel-2 ha sido desarrollado y está siendo operado por la Agencia Espacial Europea . Los satélites fueron fabricados por un consorcio liderado por Airbus Defence and Space en Friedrichshafen , Alemania.

Descripción general

La misión Sentinel-2 incluye:

  • Datos multiespectrales con 13 bandas en la parte visible , infrarroja cercana e infrarroja de onda corta del espectro
  • Cobertura global sistemática de las superficies terrestres desde 56° S hasta 84° N, aguas costeras y todo el mar Mediterráneo
  • Se volverá a observar cada 10 días con los mismos ángulos de visión. En latitudes altas, las franjas de observación de Sentinel-2 se superponen y algunas regiones se observarán dos veces o más cada 10 días, pero con diferentes ángulos de visión.
  • Resolución espacial de 10 m, 20 m y 60 m
  • Campo de visión de 290 km
  • Política de datos libres y abiertos

Para lograr revisiones frecuentes y una alta disponibilidad de la misión, dos satélites Sentinel-2 idénticos (Sentinel-2A y Sentinel-2B) operan juntos. Los satélites están en fase de 180 grados entre sí en la misma órbita. Esto permite que lo que sería un ciclo de revisiones de 10 días se complete en 5 días. [5] La franja de 290 km es creada por el VNIR y el SWIR, que están compuestos cada uno de 12 detectores alineados en dos filas desplazadas. [6]

Las órbitas son heliosincrónicas a 786 km (488 mi) de altitud, 14,3 revoluciones por día, con un nodo descendente a las 10:30 am. Esta hora local fue seleccionada como un compromiso entre minimizar la cobertura de nubes y asegurar una iluminación solar adecuada. Es cercana a la hora local de Landsat y coincide con la de SPOT , lo que permite la combinación de datos de Sentinel-2 con imágenes históricas para construir series temporales a largo plazo.

  • Trayectoria orbital descendente del Sentinel 2A
    Trayectoria orbital descendente del Sentinel 2A
  • Trayectoria orbital descendente del Sentinel 2B
    Trayectoria orbital descendente del Sentinel 2B

Lanzamientos

El lanzamiento del primer satélite, Sentinel-2A , se produjo el 23 de junio de 2015 a las 01:52 UTC en un vehículo de lanzamiento Vega . [7]

Sentinel-2B fue lanzado el 7 de marzo de 2017 a las 01:49 UTC, [8] también a bordo de un cohete Vega. [2]

Sentinel-2C se lanzó el 5 de septiembre de 2024 en el último [9] vehículo de lanzamiento Vega . [10]

Instrumento

Sentinel-2A en el carenado Vega antes del lanzamiento en Kourou, Guayana Francesa
Sentinel-2A en el carenado Vega antes del lanzamiento en Kourou , Guayana Francesa

Cada uno de los satélites Sentinel-2 lleva un único instrumento, el instrumento multiespectral (MSI), que tiene 13 canales espectrales en el rango espectral del infrarrojo visible/cercano (VNIR) y del infrarrojo de onda corta (SWIR). Dentro de las 13 bandas, la resolución espacial de 10 m (33 pies) permite una colaboración continua con las misiones SPOT-5 y Landsat-8 , con el foco principal puesto en la clasificación de tierras. [11]

Diseñado y construido por Airbus Defence and Space en Francia, el MSI utiliza un concepto de barrido de barrido y su diseño fue impulsado por los grandes requisitos de franja de 290 km (180 mi) junto con el alto rendimiento geométrico y espectral requerido de las mediciones. [12] Tiene una apertura de 150 mm (6 pulgadas) y un diseño anastigmat de tres espejos con una longitud focal de aproximadamente 600 mm (24 pulgadas); el campo de visión instantáneo es de aproximadamente 21° por 3,5°. [13] Los espejos son rectangulares y están hechos de carburo de silicio , una tecnología similar a las de la misión de astrometría Gaia . El sistema MSI también emplea un mecanismo de obturador que evita la iluminación directa del instrumento por el sol. Este mecanismo también se utiliza en la calibración del instrumento. [14] De las misiones cívicas de observación óptica de la Tierra existentes, Sentinel-2 es la primera que adquiere tres bandas en el borde rojo . [11] MSI tiene una resolución radiométrica de 12 bits ( profundidad de bits ) con una intensidad de brillo que varía de 0 a 4095. [15]

Bandas espectrales

Bandas espectrales para los sensores Sentinel-2 [16]
Bandas Sentinel-2Centinela-2ACentinela-2B
Longitud de onda central (nm)Ancho de banda (nm)Longitud de onda central (nm)Ancho de banda (nm)Resolución espacial (m)
Banda 1 – Aerosol costero442,721442.22160
Banda 2 – Azul492.466492.16610
Banda 3 – Verde559,836559.03610
Banda 4 – Roja664.631664.93110
Banda 5 – Vegetación borde rojo704.115703.81620
Banda 6 – Vegetación borde rojo740.515739.11520
Banda 7 – Vegetación borde rojo782.820779,72020
Banda 8 – NIR832.8106832.910610
Banda 8A – NIR estrecho864.721864.02220
Banda 9 – Vapor de agua945.120943.22160
Banda 10 – SWIR – Cirrus1373.5311376.93060
Banda 11 – SWIR1613.7911610.49420
Banda 12 – SWIR2202.41752185.718520

Desplazamientos temporales

Debido a la disposición del plano focal, las bandas espectrales dentro del MSI observan la superficie en diferentes momentos y varían entre pares de bandas. [14] Estos desplazamientos temporales se pueden utilizar para obtener información adicional, por ejemplo, para rastrear la propagación de características naturales y artificiales, como nubes, aviones u olas del océano [17] [18]

Aplicaciones

Una imagen de Sentinel-2 de la isla de Georgia del Sur
Una imagen de Sentinel-2 de la isla de Georgia del Sur

Sentinel-2 sirve para una amplia gama de aplicaciones relacionadas con la tierra y las aguas costeras de la Tierra.

La misión proporciona información para las prácticas agrícolas y forestales y para ayudar a gestionar la seguridad alimentaria . Las imágenes satelitales se utilizarán para determinar diversos índices de las plantas, como el área foliar, la clorofila y los índices de contenido de agua. Esto es particularmente importante para la predicción eficaz del rendimiento y las aplicaciones relacionadas con la vegetación de la Tierra.

Además de monitorear el crecimiento de las plantas, Sentinel-2 se utiliza para mapear los cambios en la cobertura terrestre y monitorear los bosques del mundo. También proporciona información sobre la contaminación en lagos y aguas costeras. Las imágenes de inundaciones, erupciones volcánicas [19] y deslizamientos de tierra contribuyen a la cartografía de desastres y ayudan a las iniciativas de ayuda humanitaria.

Algunos ejemplos de aplicaciones incluyen:

  • Monitoreo del cambio de cobertura terrestre para monitoreo ambiental
  • Aplicaciones agrícolas, como el seguimiento y la gestión de cultivos para ayudar a la seguridad alimentaria.
  • Identificación de sitios arqueológicos enterrados [20]
  • Mapeo de paleocanales mediante análisis multitemporal [21] [22]
  • Monitoreo detallado de la vegetación y los bosques y generación de parámetros (por ejemplo, índice de área foliar, concentración de clorofila, estimaciones de masa de carbono)
  • Observación de zonas costeras (vigilancia del medio marino, cartografía de zonas costeras)
  • Monitoreo de aguas continentales (monitoreo y evaluación de floraciones de algas nocivas [23] )
  • Monitoreo de glaciares, mapeo de la extensión del hielo, monitoreo de la capa de nieve
  • Mapeo y gestión de inundaciones (análisis de riesgos, evaluación de pérdidas, gestión de desastres durante inundaciones)
  • Mapeo del flujo de lava [24]

La aplicación web Sentinel Monitoring ofrece una forma sencilla de observar y analizar los cambios en la tierra basándose en datos archivados de Sentinel-2. [25]

Productos

La misión genera los dos productos principales siguientes: [26]

  • Nivel 1C: Reflectancias del tope de la atmósfera en geometría cartográfica (proyección UTM combinada y elipsoide WGS84). Los productos de nivel 1C son mosaicos de 100 km x 100 km cada uno con un volumen de aproximadamente 500 MB. Estos productos están corregidos radiométrica y geométricamente (incluida la ortorectificación). Este producto se puede obtener del ecosistema espacial de datos de Copernicus. Lea las instrucciones.
  • Nivel 2A: Reflectancias de superficie en geometría cartográfica. Este producto se considera como el producto de datos listos para análisis (ARD) de la misión, que se puede utilizar directamente en aplicaciones posteriores sin necesidad de procesamiento adicional. Este producto se puede obtener del ecosistema espacial de datos de Copernicus (leer instrucciones) o puede generarlo el usuario con el procesador Sen2Cor de la caja de herramientas SNAP de la ESA.

Además, también está disponible el siguiente producto para usuarios expertos:

  • Nivel 1B: Radiancias de la parte superior de la atmósfera en la geometría del sensor. El nivel 1B está compuesto de gránulos, cada uno de los cuales representa la subimagen de uno de los 12 detectores en la dirección transversal de la trayectoria (25 km) y contiene una cantidad determinada de líneas a lo largo de la trayectoria (aproximadamente 23 km). Cada gránulo de nivel 1B tiene un volumen de datos de aproximadamente 27 MB. Dada la complejidad de los productos de nivel 1B, su uso requiere una experiencia avanzada.

Referencias

  1. ^ abcd "Sentinel 2". Earth Online. Agencia Espacial Europea . Consultado el 17 de agosto de 2014 .
  2. ^ abcd van Oene, Jacques (17 de noviembre de 2016). «ESA's Sentinel 2B spacecraft steps into the spotlight». Spaceflight Insider . Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2016. Consultado el 17 de noviembre de 2016 .
  3. ^ "Ficha técnica del Sentinel-2" (PDF) . Agencia Espacial Europea . Agosto de 2013.
  4. ^ "Preparándose para el tercer satélite Sentinel-2". ESA . ​​9 de agosto de 2021 . Consultado el 9 de agosto de 2021 .
  5. ^ "Orbit - Sentinel 2 - Misión - Sentinel Online". sentinel.esa.int . Consultado el 5 de marzo de 2020 .
  6. ^ "Sentinel-2 - Misiones - Carga útil del instrumento - Manual de Sentinel". sentinel.esa.int . Consultado el 5 de marzo de 2020 .
  7. ^ Nowakowski, Tomasz (23 de junio de 2015). «Arianespace lanza con éxito el satélite europeo de observación de la Tierra Sentinel-2A». Spaceflight Insider . Archivado desde el original el 10 de enero de 2021. Consultado el 17 de agosto de 2016 .
  8. ^ Bergin, Chris (6 de marzo de 2017). "Sentinel-2B se lanza a bordo de Vega para unirse a la flota Copernicus". NASASpaceFlight.com . Consultado el 9 de marzo de 2017 .
  9. ^ Parsonson, Andrew (4 de diciembre de 2023). "El caso de los tanques de combustible AVUM Vega desaparecidos". European Spaceflight . Consultado el 5 de diciembre de 2023 .
  10. ^ "Sentinel-2C se une a la familia Copernicus en órbita". www.esa.int . Consultado el 6 de septiembre de 2024 .
  11. ^ ab "Copernicus: Sentinel-2 - Satellite Missions - eoPortal Directory". directory.eoportal.org . Consultado el 5 de marzo de 2020 .
  12. ^ "Sentinel-2 MSI: Overview". Agencia Espacial Europea . Consultado el 17 de junio de 2015 .
  13. ^ Chorvalli, Vincent (9 de octubre de 2012). Alineación del telescopio GMES Sentinel-2 MSI (PDF) . Conferencia internacional sobre óptica espacial. 9-12 de octubre de 2012. Ajaccio, Francia. Archivado desde el original (PDF) el 31 de octubre de 2020 . Consultado el 23 de febrero de 2017 .
  14. ^ ab «Instrumento MSI – Guía técnica Sentinel-2 MSI – Sentinel Online». earth.esa.int . Archivado desde el original el 17 de octubre de 2020 . Consultado el 7 de febrero de 2019 .
  15. ^ "Radiométrica - Resoluciones - Sentinel-2 MSI - Guías del usuario - Sentinel Online". sentinel.esa.int . Consultado el 5 de marzo de 2020 .
  16. ^ "Descripción general del instrumento multiespectral (MSI)". Sentinel Online. Agencia Espacial Europea. Archivado desde el original el 17 de octubre de 2020. Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
  17. ^ Kudryavtsev, Vladimir; Yurovskaya, Maria; Chapron, Bertrand; Collard, Fabrice; Donlon, Craig (enero de 2017). "Imágenes de las ondas superficiales del océano obtenidas por el brillo del sol. Parte 1: Recuperación y validación del espectro direccional". Journal of Geophysical Research . 122 (16): 1918. Bibcode :2017JGRC..122.1369K. doi : 10.1002/2016JC012425 .
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  19. ^ Corradino, Claudia; Ganci, Gaetana; Cappello, Annalisa; Bilotta, Giuseppe; Hérault, Alexis; Del Negro, Ciro (2019). "Mapeo de flujos de lava recientes en el Monte Etna utilizando imágenes multiespectrales Sentinel-2 y técnicas de aprendizaje automático". Teledetección . 16 (11): 1916. Bibcode : 2019RemS...11.1916C. doi : 10.3390/rs11161916 .
  20. ^ Brandolini F, Domingo-Ribas G, Zerboni A et al . Un enfoque basado en Python con Google Earth Engine habilitado para la identificación de características paleo-paisajes antropogénicos [versión 2; revisión por pares: 2 aprobadas, 1 aprobada con reservas]. Open Research Europe 2021, 1:22 (https://doi.org/10.12688/openreseurope.13135.2)
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  22. ^ Buławka, N., Orengo, HA (2024). "Aplicación de imágenes satelitales multitemporales y de múltiples fuentes en el estudio de paisajes irrigados en climas áridos". Teledetección . 16 (11): 1997. Bibcode :2024RemS...16.1997B. doi : 10.3390/rs16111997 .
  23. ^ Akbarnejad Nesheli, Sara; Quackenbush, Lindi J.; McCaffrey, Lewis (enero de 2024). "Estimación de concentraciones de clorofila-a y ficocianina en lagos templados interiores en todo el estado de Nueva York utilizando imágenes Sentinel-2: aplicación de Google Earth Engine para el procesamiento eficiente de imágenes satelitales". Teledetección . 16 (18): 3504. doi : 10.3390/rs16183504 . ISSN  2072-4292.
  24. ^ Corradino, Claudia; Bilotta, Giuseppe; Cappello, Annalisa; Fortuna, Luigi; Del Negro, Ciro (2021). "Combinación de imágenes ópticas de satélite y radar con aprendizaje automático para mapear flujos de lava en el monte Etna y la isla Fogo". Energías . 14 (1): 197. doi : 10.3390/en14010197 .
  25. ^ "Sentinel Monitoring". Sentinel Hub/Sinergise . Consultado el 26 de agosto de 2016 .
  26. ^ "Sentinel-2 MSI: tipos de productos". Agencia Espacial Europea . Consultado el 17 de junio de 2015 .
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