Volverse hiperespectral para CHIME: la misión de obtención de imágenes hiperespectrales de Copernicus para el medio ambiente

Cubo de imagen hiperespectral que muestra el Monte Vesubio, Italia. Crédito: JPL

Con las restricciones de Covid un poco más relajadas, los científicos de Europa y EE. UU. Finalmente pudieron unirse para un experimento de campo tan esperado para garantizar que un nuevo satélite Copernicus llamado CHIME entregará los mejores productos de datos posibles tan pronto como esté operativo en orbita. Esta nueva misión se está desarrollando para apoyar las políticas de la UE sobre la gestión de los recursos naturales y, en última instancia, ayudar a abordar el problema mundial de la seguridad alimentaria.

La misión de imágenes hiperespectrales de Copernicus, CHIME, llevará un espectrómetro infrarrojo visible a onda corta único para proporcionar observaciones hiperespectrales de rutina para respaldar servicios nuevos y mejorados para la gestión sostenible de la agricultura y la biodiversidad, así como la caracterización de las propiedades del suelo. La misión complementará Copernicus Sentinel-2 para aplicaciones como el mapeo de la cobertura terrestre. Crédito Thales Alenia Space

Con un nuevo espectrómetro de imágenes, la misión CHIME proporcionará imágenes hiperespectrales sistemáticas para mapear los cambios en la cobertura terrestre y ayudar a las prácticas agrícolas sostenibles. También se utilizará para detectar diferentes propiedades del suelo para actuar en la mejora de la salud del suelo. Además, CHIME se utilizará para respaldar la gestión forestal y las evaluaciones sobre la biodiversidad, la sostenibilidad de los ecosistemas y la degradación ambiental, y para monitorear los ecosistemas lacustres y costeros, incluida la calidad del agua.

Para preparar mejor a CHIME para sus tareas futuras, y como parte de una cooperación entre la ESA y NASALaboratorio de Propulsión a Chorro (JPL), los científicos unieron fuerzas recientemente para la campaña de experimentos Hypersense, que se suponía que tendría lugar en 2020, pero las restricciones de Covid significaron que tuvo que retrasarse.

La campaña, que está siendo gestionada por la Universidad de Zúrich, implicó en primer lugar llevar un avión y el instrumento de medición del JPL desde EE. UU. a la base aérea de Dübendorf, cerca de Zúrich, en Suiza. El espectrómetro de imágenes infrarrojas visibles aerotransportadas de próxima generación, AVIRIS, se asemeja a las capacidades que tendrá CHIME una vez en órbita.

Las mediciones tomadas con AVIRIS en más de 20 sitios de prueba que representan diferentes tipos de ecosistemas están ayudando a los científicos e ingenieros a prepararse y garantizar que CHIME pueda asumir el deber de entregar diagnósticos y datos cuantitativos de alta calidad tan pronto como esté en órbita y en funcionamiento. .

Campos agrícolas en Irlbach, Alemania, de AVIRIS. Crédito: JPL

La mayoría de estos vuelos coincidieron con mediciones tomadas en tierra para ayudar a evaluar aún más los datos recopilados por el instrumento aerotransportado.

Como parte de esta campaña aérea y de campo, también se estableció una cooperación con la Agencia Espacial Italiana, ASI, para observar los sitios de prueba desde el espacio con su espectrómetro de imágenes satelitales llamado PRISMA. Además, el Centro Aeroespacial Alemán, DLR, proporcionó imágenes hiperespectrales de su sensor DESIS, un espectrómetro de imágenes que mira hacia la Tierra desde la Estación Espacial Internacional.

Los conjuntos de datos resultantes incluirán observaciones terrestres, aéreas y espaciales contemporáneas para un mejor diagnóstico y análisis cuantitativo de estos datos de 'huellas dactilares' del espectrómetro de imágenes, que resultan de la observación del objetivo por medio de bandas espectrales contiguas entre el azul y el infrarrojo de onda corta (400– 2500 nm).

Michael Rast, científico de misión de la ESA para CHIME, dijo: “Los conjuntos de datos nos ayudarán a establecer y evaluar futuros productos de datos de CHIME, incluidos componentes específicos de la vegetación agrícola, como la clorofila y el nitrógeno, y cuantificar el contenido de carbono en los suelos, lo que respaldará la mejora de las prácticas y la gestión agrícolas. . "

La cooperación con la NASA, bajo la cual se lleva a cabo esta campaña, también incluye una preparación armonizada entre CHIME y la misión Biología Geológica de Superficie de la NASA, que tiene características de observación de espectrómetro similares a las de CHIME. Ambas misiones están programadas para su lanzamiento en la segunda mitad de esta década.

Información previa al vuelo de la campaña CHIME. Crédito: Universidad de Zúrich

Robert O. Green, investigador principal de AVIRIS-NG, dijo: “Esta fue una campaña desafiante desde la perspectiva de Covid y el clima, pero el equipo perseveró y recopiló un grupo extraordinario de conjuntos de datos de espectroscopía de imágenes para respaldar tanto a CHIME como a la Geología de Biología de Superficie de la NASA misiones futuras en beneficio de nuestro planeta ”.

“Dado que la seguridad alimentaria es un problema global, es vital que las agencias espaciales colaboren para que podamos aprovechar nuestra experiencia y activos relativos para obtener los mejores resultados. En este caso, tenemos a ESA, NASA, ASI y DLR trabajando juntos junto con científicos de alto rango de todo el mundo. Europa, EE. UU., Israel y Australia, lo cual es absolutamente fabuloso”, agregó el Dr. Rast.