Un radar que viaja en un avión y es capaz de ‘pesar’ nubes ligeras está dando el salto hacia la observación por satélite. El Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA ha construido CloudCube, un instrumento compacto y multifrecuencia que promete revolucionar la forma en que medimos el agua y el hielo dentro de las nubes.
CloudCube dispara simultáneamente tres señales de radar —bandas Ka, W y G— para capturar, por primera vez desde una plataforma espacial, la masa de partículas de hielo y agua líquida dentro de nubes muy tenues, esas que los radares actuales apenas alcanzan a detectar. La información que proporcione ajustará con precisión los modelos climáticos del planeta.
El ingenio, financiado por el Instrument Incubator Program de la Oficina de Tecnología de Ciencias de la Tierra de la NASA, es el primer sistema radar compacto capaz de sondear blancos meteorológicos en longitudes de onda que van de uno a diez milímetros. Eso le permite observar desde el inicio de la formación de una gota de lluvia hasta el equilibrio radiativo de las nubes.
Un radar que ‘pesa’ las nubes
«Estamos fabricando un instrumento de baja potencia y poca masa para facilitar nuevas misiones atmosféricas a coste reducido», explica Raquel Rodríguez Monje, ingeniera de sistemas del JPL e investigadora principal de CloudCube. «Construir un radar multifrecuencia, sobre todo en banda G, es muy novedoso». La apuesta es alta: el canal de banda G (en torno a 240 GHz) nunca se ha embarcado en un satélite meteorológico.
Cada frecuencia apunta a una firma física distinta. La banda Ka es ideal para perfilar la precipitación; la banda W es la preferida para medir las gotitas de nube que acaban convirtiéndose en lluvia; y la banda G, la gran novedad, permite cuantificar la cantidad de hielo y agua líquida dentro de nubes ligerísimas. «Básicamente, pesamos las nubes combinando estas frecuencias de una manera que antes de tener la banda G no era posible», resume Matt Lebsock, investigador del JPL y coinvestigador del proyecto.
Tres frecuencias, una sola caja compacta
La proeza de CloudCube no está solo en lo que mide, sino en cómo lo hace. El equipo ha conseguido empaquetar los tres módulos de radar en un único sistema ligero usando innovaciones en hardware de ondas milimétricas. Para generar los cientos de milivatios que requiere la banda G, el instrumento combina la salida de múltiples dispositivos de multiplicación de frecuencia de alta eficiencia sin aumentar el consumo eléctrico más de lo tolerable en un satélite de bajo coste.
El prototipo ha pasado por tres campañas de campo. Una estación terrestre con el canal G funcionó once meses seguidos en Cabo Grim, Tasmania, y el sistema completo voló a bordo de un Gulfstream III de la NASA, donde registró sus primeras observaciones de nevada. Los datos de aquella campaña, centrada en mejorar la predicción de temporales invernales, se están calibrando ahora para su publicación.
Pesar una nube ligera desde el espacio era una aspiración teórica hasta que la banda G demostró que podía hacerse.
Reducir el número de componentes de radiofrecuencia al mínimo ha sido otra de las claves para que CloudCube sea viable en órbita. Menos piezas significan menos masa, menos consumo y, en última instancia, un coste de lanzamiento mucho menor. La NASA espera que esta tecnología abra la puerta a constelaciones de pequeños satélites capaces de tomar el pulso a las nubes del planeta varias veces al día, rellenando los enormes vacíos que tienen hoy los modelos climáticos.
Por qué el G-band marca la diferencia
Los modelos actuales de clima manejan grandes incertidumbres precisamente porque no saben cuánta agua y cuánto hielo esconden las nubes altas y delgadas, esas que apenas emiten señal para los radares convencionales. La banda G, con una longitud de onda de poco más de un milímetro, resuelve esa ceguera. Al combinarla con las bandas Ka y W, los científicos obtienen un retrato completo de la microestructura de la nube y de cómo evoluciona hacia la lluvia.
Todavía queda camino por recorrer. El instrumento ha demostrado su eficacia sobre aviones y en tierra, pero el salto al vacío del espacio impone nuevos desafíos de refrigeración y resistencia a la radiación. Además, los datos recogidos en las pruebas aéreas están en fase de procesado; su publicación será el próximo termómetro para saber si la precisión de la banda G se mantiene a escala global.
CloudCube no es solo un aparato de laboratorio: es la primera piedra de una nueva generación de sensores atmosféricos ligeros y de bajo coste. Si los resultados confirman lo que apuntan los vuelos de prueba, dentro de unos años podríamos estar “pesando” las nubes de todo el planeta desde el espacio, día y noche. Y ese dato, que hoy falta, podría ser la llave para afinar las proyecciones climáticas que más nos importan.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: Un radar compacto capaz de medir a la vez hielo y agua líquida en nubes ligeras combinando tres frecuencias (Ka, W y G-band).
- Dónde: Desarrollado en el Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA; las pruebas en tierra y aire se realizaron en Tasmania, el Pacífico oriental y sobre Estados Unidos.
- Institución responsable: NASA’s Earth Science Technology Office (programa Instrument Incubator) y JPL.
- Cuándo: El prototipo de banda G funcionó de forma continua durante 11 meses en la campaña CAPE-K; las primeras observaciones aéreas con las tres bandas se completaron en fecha reciente.
- Impacto a futuro: Permitirá resolver incertidumbres clave en los modelos climáticos al medir el contenido de agua de nubes que los radares actuales no detectan, abriendo la puerta a constelaciones de satélites meteorológicos de bajo coste.
