La innovadora misión de la agencia espacial estadounidense NASA, conocida por el acrónimo PREFIRE, ha recibido luz verde para extender sus operaciones hasta septiembre de 2026. Esta importante decisión no solo prolonga la vida útil de la misión, sino que también amplía drásticamente su alcance científico. Inicialmente enfocada exclusivamente en las regiones polares de la Tierra, la misión ahora dirigirá sus precisos instrumentos a monitorear todo el planeta. Compuesta por un par de satélites en miniatura, los llamados CubeSats, del tamaño de una caja de zapatos, PREFIRE tiene una tarea clave: medir la capacidad del vapor de agua, las nubes y otros elementos clave de la atmósfera y la superficie de la Tierra para retener el calor que de otro modo se irradiaría al espacio. Los datos recopilados representan un recurso invaluable que permitirá a los científicos mejorar significativamente los modelos climáticos y la precisión de los pronósticos meteorológicos, incluida la predicción de la fuerza y la frecuencia de las tormentas.

Comprendiendo el termostato de la Tierra

Lanzada en la primavera de 2024, la misión PREFIRE (Experimento de Energía Radiante Polar en el Infrarrojo Lejano) comenzó con mediciones precisas de la radiación térmica que nuestro planeta emite al espacio sobre el Ártico y la Antártida. El mecanismo detrás del clima global es fundamentalmente simple, pero extremadamente complejo en sus detalles. La Tierra absorbe una gran cantidad de energía solar, principalmente en las regiones tropicales. Este calor se transporta luego hacia los polos, que reciben significativamente menos luz solar directa, a través de complejos sistemas de vientos, patrones climáticos y corrientes oceánicas. Las capas de hielo, la cubierta de nieve, las nubes y otros elementos del entorno polar irradian parte de este calor entrante de regreso al espacio. Gran parte de este proceso ocurre en forma de radiación de infrarrojo lejano. La diferencia entre la cantidad de calor que la Tierra absorbe en los trópicos y la cantidad que irradia desde los polos es un factor clave que influye en la temperatura global del planeta, impulsando los dinámicos sistemas climáticos y meteorológicos que experimentamos a diario.

Es precisamente la medición de la energía en el espectro del infrarrojo lejano lo que hace única a la misión PREFIRE. Esta es una parte del espectro electromagnético que las misiones anteriores no podían medir en detalle, y representa un "eslabón perdido crítico" en nuestra comprensión del presupuesto energético de la Tierra. Sin estos datos, nuestros modelos climáticos tenían una incertidumbre significativa. PREFIRE aborda directamente esta deficiencia, proporcionando datos que permitirán la calibración y el perfeccionamiento de las predicciones sobre el cambio climático futuro.

Tecnología avanzada en el corazón de la misión

En el núcleo mismo de la misión se encuentra un par de espectrómetros extremadamente avanzados, diseñados y construidos por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en el sur de California. Estos instrumentos están diseñados para medir longitudes de onda de luz en la región del infrarrojo lejano del espectro electromagnético. Su sensibilidad es revolucionaria: son capaces de detectar diez veces más longitudes de onda diferentes en ese espectro en comparación con cualquier instrumento similar que haya estado en el espacio hasta ahora. Esta extraordinaria precisión proporciona a los investigadores una visión sin precedentes de los procesos clave que ocurren en la superficie de la Tierra y en la atmósfera. Esto incluye el monitoreo detallado del derretimiento y la formación de hielo superficial, el deshielo y la acumulación de nieve, y los cambios en la densidad y el tipo de cobertura de nubes.

Brian Drouin, científico del proyecto PREFIRE en el JPL, destacó la importancia de estas mediciones: "Los satélites PREFIRE muestran que en estas longitudes de onda más largas, la cantidad de radiación que se va al espacio puede diferir hasta en un 5 por ciento de un tipo de hielo a otro. Las mediciones que observan las mismas áreas, pero en longitudes de onda más cortas, simplemente no muestran esa diferencia". Este dato ilustra el poder de la nueva tecnología y su capacidad para detectar diferencias sutiles pero críticas en el sistema de la Tierra que hasta ahora estaban ocultas.

Ampliando el enfoque a una imagen global

Aunque los CubeSats de la misión PREFIRE han estado recopilando datos de todo el planeta desde el principio, el equipo científico concentró su análisis en las regiones polares durante la fase principal de la misión. Con la extensión de la misión, este enfoque ahora se ampliará para incluir datos del resto del mundo. Esta expansión abre la puerta a posibilidades y aplicaciones científicas completamente nuevas.

Tristan L’Ecuyer, investigador principal de la misión de la Universidad de Wisconsin–Madison, explicó los nuevos objetivos: "Tenemos la capacidad de recopilar datos para todo el mundo, no solo para los polos. Lo que podremos hacer ahora es analizar el tamaño de las partículas de hielo en las nubes, lo que afecta directamente el intercambio de energía entre la Tierra y el espacio". Aclaró además las implicaciones prácticas: "Podremos incorporar estos datos en los modelos de predicción del tiempo para mejorar los pronósticos y avanzar en nuestra comprensión de cómo la humedad circula por el planeta, lo que afecta directamente dónde se forman las tormentas y cómo se distribuye la precipitación en todo el mundo". Esta perspectiva global permitirá a los científicos conectar los procesos en los trópicos con los de los polos, creando una imagen completa del sistema climático global.

Una órbita única para conocimientos únicos

Los dos satélites de la misión PREFIRE se encuentran en lo que se llama una órbita casi polar asíncrona. Esto significa que ambos satélites viajan cerca de los polos en cada pasada, pero con un desfase de varias horas entre sí. Este diseño orbital no es casual; proporciona una ventaja clave. Permite obtener dos "instantáneas" de la misma área en un período de tiempo relativamente corto, lo que brinda a los científicos una visión de los fenómenos que ocurren en escalas de tiempo cortas. Por ejemplo, permite monitorear los efectos temporales de la cobertura de nubes en la temperatura de la superficie debajo de ella, así como los ciclos diarios de congelación y descongelación del hielo. Esta capacidad para rastrear cambios rápidos es crucial para comprender la dinámica del sistema de la Tierra, en lugar de obtener solo una imagen estática.

La misión PREFIRE está dirigida por el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia, y también proporcionó los espectrómetros clave. La empresa Blue Canyon Technologies construyó las plataformas CubeSat, mientras que la Universidad de Wisconsin–Madison procesa las enormes cantidades de datos que recopilan los instrumentos. El exitoso lanzamiento de ambos CubeSats fue llevado a cabo por la empresa Rocket Lab USA Inc. desde su Complejo de Lanzamiento 1 en Nueva Zelanda durante mayo y junio de 2024, marcando el comienzo de una nueva era en la observación de nuestro planeta.