Geodesia satelital y espacial
Los satélites han transformado la geodesia, proporcionando marcos de referencia globales, posicionamiento milimétrico y mediciones directas del campo gravitatorio de la Tierra y sus cambios a lo largo del tiempo.
Definition
La geodesia satelital y espacial es la determinación de la geometría, el campo gravitatorio, la orientación de la Tierra y sus variaciones temporales utilizando observaciones de y desde satélites artificiales y fuentes de radio extragalácticas, incluyendo sistemas de posicionamiento, telemetría, altimetría y misiones de mapeo de la gravedad.
Scope
Este tema abarca las técnicas espaciales de la geodesia moderna: sistemas globales de navegación por satélite para un posicionamiento preciso, telemetría láser por satélite e interferometría de muy larga base para marcos de referencia y rotación de la Tierra, altimetría satelital para la medición de la superficie del mar y el geoide, y misiones de gravedad dedicadas que recuperan el campo gravitatorio variable en el tiempo. Trata la definición y realización de los marcos de referencia terrestres y las señales geofísicas que detectan estos métodos, desde el movimiento de las placas hasta la redistribución de masas. El énfasis está en cómo las observaciones desde el espacio determinan la posición, la forma, la rotación y la gravedad.
Core questions
- ¿Cómo logran los sistemas de navegación por satélite un posicionamiento global preciso?
- ¿Cómo se realizan los marcos de referencia terrestres y la rotación de la Tierra desde el espacio?
- ¿Cómo mide la altimetría satelital la superficie del mar y el geoide marino?
- ¿Cómo recuperan las misiones dedicadas el campo gravitatorio variable en el tiempo?
Key concepts
- Sistemas globales de navegación por satélite y posicionamiento preciso
- Telemetría láser por satélite e interferometría de muy larga base
- Marcos de referencia terrestres y orientación de la Tierra
- Altimetría satelital
- Gravedad variable en el tiempo a partir de misiones satelitales
Key theories
- Marcos de referencia geodésicos espaciales y posicionamiento
- La combinación de navegación por satélite, telemetría láser e interferometría de radio produce un marco de referencia global estable y posiciones a nivel milimétrico, lo que permite la medición directa de los movimientos de las placas, la deformación de la corteza y la rotación de la Tierra.
- Gravedad variable en el tiempo a partir de satélites
- El seguimiento de la distancia cambiante entre satélites en órbita o las perturbaciones de estos recupera mapas mensuales del campo gravitatorio, cuyas variaciones registran la redistribución de agua, hielo y otras masas en y debajo de la superficie.
Mechanisms
La sincronización precisa de las señales de los satélites de navegación, la telemetría láser bidireccional y la observación interferométrica de cuásares distantes fijan las posiciones y la orientación de la Tierra en el espacio; para la gravedad, la órbita de un satélite bajo, o la separación variable de un par de satélites, responde a la distribución de masa subyacente, por lo que la medición de estas perturbaciones orbitales a lo largo del tiempo produce el campo gravitatorio estático y cambiante.
Clinical relevance
La geodesia espacial proporciona el posicionamiento global y los marcos de referencia que sustentan la infraestructura de navegación, cartografía y cronometraje, mide la deformación tectónica y volcánica para el monitoreo de peligros, y rastrea el derretimiento de las capas de hielo, el agotamiento de las aguas subterráneas y el aumento del nivel del mar, aspectos centrales para la ciencia del clima.
History
La geodesia satelital comenzó con el seguimiento de los primeros satélites artificiales que refinaron el achatamiento de la Tierra, maduró con los sistemas globales de navegación por satélite y la telemetría láser de finales del siglo XX, y alcanzó la gravimetría con misiones dedicadas como GRACE, lanzada en 2002, y GOCE.
Key figures
- Byron Tapley
- Reiner Rummel
- Günter Seeber
Related topics
Seminal works
- seeber2003
- tapley2004
- torge2012
Frequently asked questions
- ¿Cómo pueden los satélites medir el campo gravitatorio de la Tierra?
- La órbita de un satélite se ve perturbada por la gravedad irregular de la Tierra debajo de él; al rastrear con precisión estas perturbaciones, o los pequeños cambios en la distancia entre dos satélites que vuelan en formación, las misiones pueden mapear el campo gravitatorio e incluso observar cómo cambia a medida que el agua y el hielo se mueven.
- ¿Qué aporta la geodesia espacial al estudio del cambio climático?
- Las misiones de gravedad variable en el tiempo detectan la pérdida de masa de las capas de hielo y los glaciares y los cambios en el almacenamiento de agua subterránea, mientras que la altimetría satelital mide el aumento del nivel del mar, proporcionando mediciones globales directas de cómo se redistribuyen la masa y el agua.