Los datos del satélite NISAR serán utilizados para cartografiar el crecimiento de los cultivos, hacer seguimiento de la salud de las plantas y monitorear la humedad del suelo, generando información detallada y oportuna para la toma de decisiones.
Cuando sea lanzado este año, el satélite Radar de Apertura Sintética de NASA-ISRO (NISAR, por sus siglas en inglés) aportará un poderoso flujo de datos que podría ayudar a los agricultores de Estados Unidos y de todo el mundo. Esta nueva misión de observación de la Tierra de la NASA y la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO, por sus siglas en inglés) ayudará a monitorear el crecimiento de los cultivos, desde la siembra hasta la cosecha, generando información crucial sobre cómo programar las plantaciones, ajustar los horarios de riego y, en última instancia, aprovechar al máximo otro recurso precioso: el tiempo.
Mediante su radar de apertura sintética (SAR, por sus siglas en inglés), NISAR podrá percibir las características físicas de los cultivos, así como el contenido de humedad de las plantas y el suelo en el que crecen. Esta misión tendrá la resolución para ver pequeñas parcelas de tierras de cultivo, pero un beneficio potencialmente más significativo provendrá de su cobertura amplia y frecuente de las regiones agrícolas.
El satélite obtendrá imágenes de casi todos los suelos de la Tierra dos veces cada 12 días y podrá resolver, o definir, parcelas de hasta 10 metros (30 pies) de ancho. Su frecuencia y resolución podrían permitir a los usuarios ampliar las imágenes para observar los cambios semana a semana en granjas pequeñas, o reducirlas para monitorear miles de granjas en busca de tendencias más generales. Esta perspectiva a gran escala será útil para las autoridades que gestionan los cultivos o establecen políticas agrícolas.
Al aprovechar los datos de NISAR, los responsables de las tomas de decisiones podrían, por ejemplo, estimar cuándo se cultivaron plántulas de arroz en una región y seguir la evolución de su altura y floración a lo largo de la temporada, a la vez que monitorean la humedad de las plantas y los arrozales a lo largo del tiempo. Un cultivo poco saludable o arrozales más secos podrían indicar la necesidad de cambiar las estrategias de gestión.
“El objetivo es la planificación y optimización de los recursos, y la elección del momento oportuno es muy importante cuando se trata de cultivos: ¿Cuándo es el mejor momento para plantar? ¿Cuál es el mejor momento para hacer los riegos? Esa es la estrategia aquí”, dijo Narendra Das, miembro del equipo científico de NISAR e investigador de ingeniería agrícola en la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing.
Cartografía de cultivos
El lanzamiento de NISAR está previsto para el 2025 desde el Centro Espacial Satish Dhawan de la ISRO en la costa sureste de la India. Una vez esté en funcionamiento, producirá alrededor de 80 terabytes de productos de datos por día para investigadores y usuarios en numerosas áreas, incluyendo la agricultura.
Los satélites han sido utilizados para el monitoreo de cultivos a gran escala durante décadas. Debido a que las microondas pasan a través de las nubes, el radar puede ser más efectivo para observar los cultivos durante las estaciones lluviosas que otras tecnologías, como la generación de imágenes térmicas y ópticas. NISAR será el primer satélite de radar en emplear dos frecuencias, la banda L y la banda S, lo que le permitirá observar una gama más amplia de características de la superficie que un solo instrumento que trabaje a una frecuencia.
Las microondas de los radares de la misión podrán penetrar en las copas de cultivos como el maíz, el arroz y el trigo, luego rebotar en los tallos de las plantas, el suelo o el agua que están por debajo para después regresar al sensor. Estos datos permitirán a los usuarios estimar la masa de la materia vegetal (biomasa) que está por encima del suelo en una zona dada. Al interpretar los datos a lo largo del tiempo y emparejarlos con las imágenes ópticas, los usuarios podrán distinguir los tipos de cultivos en función de sus patrones de crecimiento.
Asimismo, los radares de NISAR medirán cómo cambia la polarización, o la orientación vertical y horizontal de las señales, después de que rebotan al satélite desde la superficie. Esto permitirá una técnica llamada polarimetría que, cuando se aplica a los datos, ayuda a identificar los cultivos y a estimar la producción de los cultivos con mayor precisión.
“Otro superpoder de NISAR es que, cuando se integren con las observaciones satelitales tradicionales, especialmente los índices de salud de la vegetación, sus mediciones mejorarán significativamente la información sobre los cultivos”, agregó Brad Doorn, quien se ocupa de supervisar el programa de investigación de recursos hídricos y agricultura de la NASA.
Los datos de alta resolución de NISAR sobre qué cultivos están presentes y qué tan bien están creciendo podrían incorporarse en los pronósticos de productividad agrícola.
“El gobierno de la India, o cualquier gobierno del mundo, quiere conocer la superficie de cultivo y las estimaciones de producción de una manera muy precisa”, dijo Bimal Kumar Bhattacharya, líder de aplicaciones agrícolas en el Centro de Aplicaciones Espaciales de la ISRO en Ahmedabad. “Los datos de las series temporales de alta repetición de NISAR serán muy, muy útiles”.
Seguimiento de la humedad del suelo
El satélite NISAR también puede ayudar a los agricultores a medir el contenido de agua en el suelo y en la vegetación. En general, los suelos más húmedos tienden a devolver más señales y a mostrarse más brillantes en las imágenes de radar que los suelos más secos. Existe una relación similar con la humedad de las plantas.
Estas capacidades se traducen en que NISAR puede estimar el contenido de agua de las plantaciones durante una temporada de cultivo para ayudar a determinar si tienen estrés hídrico, y puede usar las señales que se han dispersado en tierra para estimar la humedad del suelo.
Los datos sobre la humedad del suelo podrían orientar a los administradores de la agricultura y el agua sobre cómo responden las tierras de cultivo a las olas de calor o las sequías, así como a saber la rapidez con la que absorben el agua y luego se secan después de la lluvia. Esta es una información que podría respaldar la planificación de los riegos.
“Los administradores de recursos que piensan en la seguridad alimentaria y a dónde deben ir los recursos podrán usar este tipo de datos para tener una visión holística de toda su región”, dijo Rowena Lohman, investigadora de ciencias de la Tierra en la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York, y líder de humedad del suelo en el equipo científico de NISAR.
Más acerca de NISAR
El satélite NISAR es una colaboración conjunta entre la NASA y la ISRO, y marca la primera cooperación entre las dos agencias en el desarrollo de hardware de vuelo para una misión de observación de la Tierra. Administrado por Caltech, el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA lidera el componente estadounidense del proyecto y proporcionó el SAR de banda L. JPL de la NASA también proporcionó la antena reflectora de radar, el mástil desplegable, un subsistema de comunicaciones de alta velocidad para datos científicos, receptores de GPS, una grabadora de estado sólido y un subsistema de datos de carga útil. El Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA gestiona la Red del Espacio Cercano, la cual recibirá los datos de la banda L de NISAR.
El Centro de Aplicaciones Espaciales de la ISRO proporciona el SAR de banda S de la misión. El Centro de Satélites de U R Rao proporcionó la plataforma del satélite. El vehículo de lanzamiento pertenece al Centro Espacial Vikram Sarabhai, los servicios de lanzamiento se realizan a través del Centro Espacial Satish Dhawan y las operaciones de la misión satelital son llevadas a cabo por la Red de Seguimiento y Comando de Telemetría de la ISRO. El Centro Nacional de Teledetección es responsable de la recepción de datos en banda S, la generación de los productos de esta operación y su difusión.
Para obtener más información sobre NISAR, visita el sitio web (en inglés):
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