Document created: 23 February 05
Air & Space Power Journal - Español  Primer Trimestre 2005

Uso de Radar Asentado en el Espacio
 para Derivar Información Totalmente
 Integrada, en Tiempo Real

Mayor Steven T. Fiorino, USAF

Radar en el Espacio

En cualquier operación de combate o en cualquier conflicto,
el clima es probablemente nectar principal preocupación.

—GeneralRichardB.Myers
Presidente, Estado Mayor Conjunto

Los planes actuales para poner en servicio una capacidad de un radar basado en el espacio (SBR) para el año 2010, incluyen: El desarrollo y los experimentos para una plataforma espacial que pueda proveer un indicador de blanco móvil en tierra (GMTI); la localización geográfica de precisión; la recopilación digital y con una sola pasada de datos de elevación del terreno; protección electrónica; formación de imágenes de radar de apertura sintética (SAR) con una sola pasada, y comunicaciones seguras y de alta velocidad binaria. Sin embargo, los planes, las presentaciones y los comunicados de prensa relacionados con el SBR no abordan específicamente el tema de la recopilación de datos meteorológicos. La historia del desarrollo del radar sugiere que, a pesar de las muchas semejanzas en el hardware, los radares para el tiempo y otras operaciones de aviación militares y civiles, han sido generalmente diseñados y emplazados por separado a causa, posiblemente, del análisis humano necesario para procesar los datos característicos de radar generados por cada función. Por lo tanto, la integración de información meteorológica en función del tiempo, derivada del radar y de misión crítica, junto con otros parámetros claves derivados del radar, ha sido, históricamente, víctima de un engorroso proceso de plasmarlos en manuales, que a veces incluye diferentes equipos y organizaciones.

En este artículo se hace la conjetura que las comunicaciones modernas y las habilidades electrónicas del procesamiento de señales permitirían la derivación totalmente integrada de información meteorológica de la constelación SBR propuesta, sin un aumento significativo en el costo o demoras del programa. Se presentan técnicas comprobadas anteriormente para la obtención de información meteorológica de esta constelación, así como evidencia que menores adiciones de equipos pudieran realzar en gran medida la capacidad de transparencia del SBR en zonas de áreas de masas confusas meteorológicas. Uno pudiera esperar que la integración en tiempo real de información meteorológica al flujo de datos del SBR beneficiara grandemente a los que libran contiendas bélicas, al nivel operacional y táctico. La recopilación de datos meteorológicos del SBR proveería asimismo una gran fuente de información acerca del estado del tiempo en todo el Globo, mejorando de ese modo los pronósticos numéricos del tiempo para empeños militares y civiles por igual.

Uso de los Radares Modernos
 Meteorológicos y de Rastreo

Por muchas décadas, los sensores de microondas terrestres (radares en tierra), han monitorizado la precipitación atmosférica para fines operacionales y de investigación, y desde el 1997 ha estado en operación una versión basada en el espacio. Los radares que emplean el principio Doppler para el procesamiento de su señal, hicieron su primera aparición durante la Segunda Guerra Mundial para detectar mejor a los aviones y otros objetos móviles en presencia de ecos de fondo "perturbadores" creados por las emisiones del lóbulo lateral del haz del radar. Los primeros radares Doppler (indicador de blanco móvil [MTI]) solamente detectaban movimientos relativos de objetos en vez de cuantificar velocidades, como lo hacen los radares Doppler modernos de impulsos. La designación de MTI persiste hasta el presente, tal como se evidencia en el equipo de radar del GMTI que se utiliza en la aeronave del Sistema conjunto de radares de vigilancia y ataque (JSTARS). La formidable cantidad de procesamiento de señales necesaria para extraer los estimados cuantitativos de la variación Doppler en cada uno de los miles de sitios de alcance que un radar puede observar, impidió el rápido desarrollo del radar Doppler de impulsos. No fue hasta finales de los años sesenta, principio de los setenta, cuando los dispositivos de estado sólido hicieron conveniente la implementación de las mediciones por efecto Doppler en todos los alcances resolubles.1 Así pues, los primeros 25 años del radar operacional, estuvieron dominados por el procesamiento manual de señales de imágenes fugaces mediante tubos de rayos catódicos.

La dependencia en el procesamiento manual de señales de las mediciones del radar influenció fuertemente en el desarrollo de campos separados (tanto de equipo como de personal) de meteorología y operaciones radáricas para los radares de rastreo militares o de la aviación. Así y todo, aún antes del lanzamiento del Sputnik en el 1957, ambos campos reconocían que el satélite era la plataforma ideal para vigilancias en torno a la tierra. La necesidad científica, civil y militar de dicha información es tan grande como lo es la variedad de aplicaciones para dicha información.2 No obstante la necesidad de los SBRs, el radiómetro (microondas, infrarrojo y visible) proporcionaba la única vigilancia con base en el espacio de la superficie de la Tierra y sus nubes y precipitación envolventes, hasta el lanzamiento del radar para precipitaciones atmosféricas a bordo del satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (Misión de Medición de la Lluvia Tropical (TRMM} en el 1997. Hasta hace poco, la falta de tecnología y el alto costo para diseñarla, han obstaculizado los intentos para emplazar un radar eficaz asentado en el espacio para propósitos militares. Pero los adelantos demostrados por el radar de precipitación TRMM, combinados con las mejoras en la eficacia y confiabilidad de la amplificación de potencia, receptores de bajo nivel de ruido y la tecnología de antenas, han producido nuevos conceptos que pudieran ser de utilidad para una capacidad militar de SBR entre el 2010 y el 2020.

En vista de que los radares dependen principalmente de la dispersión, un SBR no sufre de los problemas ocasionados por la falta de un fondo homogéneo, lo cual obstaculiza el uso de sensores pasivos de microondas sobre la superficie terrestre. Este es el momento apropiado para analizar el satélite TRMM, ya que es el único satélite operacional con un radar y radiómetro que simultáneamente sigue la marcha de los mismos volúmenes del entorno terrestre. El TRMM es el primer satélite terrestre equipado con un radar de precipitación atmosférica (un radar de 13.8 gigahertzios [GHz] [2.2 cm] no Doppler), el único instrumento en el TRMM que puede observar directamente la distribución vertical del porcentaje de lluvia y proveer un estimado inequívoco de esta medición sobre la tierra y sobre el agua. La huella del radar es lo suficientemente pequeña como para permitir el estudio de los efectos inhomogéneos de la lluvia relativos a la comparativamente ordinaria resolución de los canales de emisión del radiómetro TRMM de más baja frecuencia.3

El TRMM también lleva un radiómetro de microondas pasivas, el creador de imágenes de microondas (TMI), el cual toma observaciones en nueve canales, en cinco frecuencias: 10.7, 19.35, 21.3, 37.0, y 85.5 GHz. Similar en su diseño al creador de imágenes especial con sensor de microondas (SSM/I) del Programa de Satélites Meteorológicos para la Defensa (DMSP), el TMI cuenta con otro par de canales en los 10.7 GHZ, y una mejor resolución espacial de aproximadamente dos veces y media, a causa de la altitud de la órbita cercana a la tierra de aproximadamente 350 a 400 kilómetros, versus la altitud del SSM/I de unos 800 kilómetros.4 En vista de que la cobertura de la superficie del radar de precipitación tiene una limitación de anchura de pasada y su tamaño es solamente alrededor de un tercio de la anchura de pasado del TMI, éste se ha convertido en el caballo de trabajo principal del TRMM para recoger desde el espacio los porcentajes de lluvia instantáneos y de gran anchura de pasada basados en el radiómetro. El papel principal que el radar de precipitación desempeña en el TRMM es proporcionar detalles sobre la estructura vertical de la lluvia; estos datos ayudan a perfeccionar las recuperaciones basadas en el radiómetro.5 Sin embargo, los papeles podrían cambiarse si las recuperaciones del TMI de anchura de pasada amplia y basadas en la emisión proporcionaran un campo de conjeturas primarias para el radar de precipitación de alta resolución e independiente de fondo. Para un satélite cuyo uso es principalmente militar, la ventaja de un cambio en el papel que desempeña es que uno podría utilizar el campo de conjeturas primarias del radiómetro para optimizar los algoritmos de recuperación del radar para cualquier fenómeno meteorológico de oscurecimiento. En otras palabras, acoplar un radar con un radiómetro podría disminuir los efectos del mal tiempo en las detecciones y rastreos por radar.

En la actualidad el uso operacional del radar permanece dividido, tanto en términos del equipo en servicio y el personal capacitado para analizar y procesar los datos observados a distancia. No obstante, los adelantos en las capacidades de procesamiento de señales, la tecnología de hardware de radar y los éxitos meteorológicos del programa de satélite TRMM sugieren una fusión de equipo de radar meteorológico y militar y el procesamiento de datos desde una plataforma SBR. Evidentemente, se debe explorar la factibilidad y los posibles beneficios de una idea de este tipo.

¿Se le Considera al Radar 
Emplazado en el Espacio un Integrador
 de Datos del Espacio de Batalla?

Los planes existentes para la puesta en servicio de una capacidad SBR en el año 2010 giran en torno a la elaboración tanto de la tecnología como de un sistema de inteligencia, vigilancia y reconocimiento (ISR) capaz de proporcionar continuamente GMTI, SAR, y datos digitales del terreno y la elevación (DTED) a lo largo de una gran porción de la Tierra. El sistema debe incorporar la asignación de tareas en el campo de batalla y el control para facilitar la disponibilidad en casi tiempo real de productos SBR al teatro. Además, le debe permitir a las fuerzas militares "analizar profundamente" sin intrusión las áreas de interés a las que no tiene acceso sin presentar riesgos para el personal o los recursos. Este tipo de capacidad se puede utilizar—actualmente no está disponible a través de recursos existentes—antes, durante y después de las hostilidades.6

Una constelación de satélites SBR podría satisfacer esos requisitos. Los diseñadores de los conceptos esperan que la constelación les ofrezca imágenes globales del GMTI de búsqueda y rastreo y de gran resolución; enlace directo a tierra, casi en tiempo real desde el GMTI y recopilación de imágenes al teatro; y recopilación de DTED de precisión.7 El centro de mando, control, inteligencia vigilancia y reconocimiento (C2ISR) de la Fuerza Aérea tienen una visión específica para la utilización del SBR. (figura 1, la quinta en una serie de seis ilustraciones que muestran las actividades de varios radares de superficie, aéreos y espaciales enlazados con centros de control aéreos y terrestres durante el ciclo de buscar, fijar, rastrear, seleccionar, atacar y evaluar para el establecimiento de blancos en tiempo crítico [TCT]).8 Uno puede ver que el SBR es un contribuyente importante de datos claves para la toma de decisiones en todas las porciones del ciclo TCT, salvo en la fase para establecer objetivos. Interesantemente, ningún plan o informe SBRE describe ni la recopilación ni el análisis de datos meteorológicos, a pesar de que los fenómenos atmosféricos afectan cuantificablemente todos los aspecto de las medidas SBR durante el cilco TCT.

La recopilación de datos meteorológicos que se pueden cuantificar y aprovecharse en las operaciones de una plataforma SBR futura es tanto posible como viable. Uno de los conceptos de diseños más dominantes para una plataforma SBR que se está estudiando utiliza un enfoque SAR. El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea está planificando un vuelo experimental, denominado TechSat 21 y cuyo lanzamiento está programado para el 2006, para demostrar una formación de tres microsatélites de peso liviano y de gran rendimiento.9 La formación funcionará junta como un "satélite virtual" con una sola apertura de antena de radar grande.10 A pesar de que esta configuración difiera de las configuraciones actuales de radares meteorológicos o basados en tierra y del radar de precipitación que en la actualidad está a bordo del satélite TRMM, descrito anteriormente, la década de los setenta presenció una demostración de la detección de la lluvia y otros parámetros meteorológicos por el SAR a bordo.11 Por lo tanto, sin costos adicionales ni modificaciones a ningún equipo o sensores planificados para el SBR, el procesamiento de señales climatológicas—con fines meteorológicos y para perfeccionar las operaciones del SBR—puede ser integrado en el proceso de análisis del flujo de datos del SBR.

Datos Climatológicos desde un 
Radar Basado en el Espacio: 
Ventajas y Beneficios

Según lo indicado previamente, los radares para la recopilación de datos meteorológicos y aquellos para fines predominantemente militares, por lo general, se han financiado y desarrollado por separado a pesar de la similitud en el equipo básico, la frecuencia y hasta las operaciones que ha apoyado. La duplicación del equipo que está en servicio no sólo ha aumentado en gran medida (e innecesariamente) el costo de apoyar los radares en las operaciones de aviación militares (y civiles), sino también ha fragmentado la contabilidad de la única variante física más significativa que afecta tanto al equipo de radar como a las operaciones militares apoyadas por el radar: el clima. El hecho que los radares que producen flujos de datos electrónicos digitalizados pueden tener múltiples usos— inclusive la recopilación de datos meteorológicos integrados con datos militares de seguimiento—ofrece una clara oportunidad para mejoras.

Figura 1. Visualización delmando y control de espacio inclusive SBR; otros centros de control en la superficie, en el aire, a bordo y en tierra, y su utilización en el ciclo de buscar, fijar, rastrear, seleccionar, atacar y evaluar el ciclo TCT.

Figura 1. Visualización del mando y control de espacio inclusive SBR; otros centros de control en la superficie, en el aire, a bordo y en tierra, y su utilización en el ciclo de buscar, fijar, rastrear, seleccionar, atacar y evaluar el ciclo TCT. (Del General de División Robert F. Behler, "Transformational Command and Control for Your Generation" [charla, Escuela Superior de Comando y Estado Mayor, Base Aérea Maxwell, Alabama, enero del 2003])

Ejemplos del cruce de aplicabilidad de los radares meteorológicos, militares o de aviación, incluyen la captura rutinaria de la precipitación de las zonas de vientos cortantes en los radares de control de tráfico aéreo en los aeropuertos (que a veces no llega a los meteorólogos locales) y la detección de cintas metálicas antirradar provenientes de ejercicios militares por medio de imágenes WSR-88 NEXRAD (la red de radares Doppler del Servicio Nacional de Meteorología). Además, los NEXRAD terrestres quizás proporcionarán el mejor seguimiento por radar de los residuos que cayeron en la tierra del desastre del transbordador espacial Columbia (figura 2).

Indistintamente de la configuración final y las frecuencias de funcionamiento de la constelación SBR, uno tiene que tomar en cuenta los aspectos meteorológicos de la atmósfera de la tierra—específicamente las nubes, la microfísica de las nubes y la precipitación—siempre que la plataforma provea una capacidad consistente y confiable y en "todo tipo de clima". Por lo tanto, la plataforma SBR llevará a cabo la recopilación de datos meteorológicos, sea ése o no un objetivo declarado, aunque sólo para designar muchas zonas obscurecidas como "ecos parásitos del clima".

Además, los SBR que miran hacia abajo ofrecen un ángulo de visión ventajoso tanto para las aplicaciones militares como las meteorológicas. Específicamente, los radares con visión vertical proveen una manera alterna para iluminar objetos que presentan una pequeña sección transversal cuando se ven horizontalmente pero una mucho más grande cuando se ven verticalmente. Ilustrando este principio, la diferencia se nota en las zonas de secciones transversales cuando se mira directamente al bombardero B-2 en vuelo—tal como un radar basado en tierra cuando la aeronave está a muchas millas de distancia—y luego cuando está mirando a la misma aeronave directamente hacia abajo, igual a como lo haría un SBR. Los radares que miran verticalmente tienen la ventaja meteorológica singular de proveer resoluciones mucho mayores a lo largo de los ejes en los que mayormente cambian los parámetros meteorológicos a distancias cortas (por ejemplo, considere cuánto tiempo se tuviese que viajar horizontalmente para que ocurriesen los mismos cambios meteorológicos que se experimental al subir una montaña de 10,000 pies de altura). Además, los radares meteorológicos que miran hacia abajo pueden ser diseñados para consumir muchos menos combustible y usar antenas mucho más pequeñas ya que su haz de radar vertical puede atravesar significativamente por muchos menos "climas" atenuantes que sus contrapartes horizontales.

Como uno de los principales beneficios futuros del ISR, el SBR ofrece inmensos beneficios no solo por su ángulo vertical basado en el espacio, sino también por su potencial como integrador de datos. El procesamiento concurrente de información meteorológica—tal como precipitación, humedad y velocidades del viento—uniría los efectos del medio ambiente críticos para la misión en el proceso TCT de buscar, fijar, rastrea, seleccionar, enfrentar y evaluar en tiempo real. Al presente, la información meteorológica se integra manualmente a este proceso TCT a través de imágenes y capas de análisis meteorológico. Dada la naturaleza onerosa de este proceso de unión, una cantidad significativa de información valiosa de meteorología recopilada con recursos ISR por separado (tales como el DMSP o satélites de medio ambiente geoestacionarios operacionales) no está incluido en el proceso TCT.

Figura2. Imagen de radar del 1 de febrero de 2002, del Servicio Nacional de Meteoro-logía (Shreveport, Louisiana). La línea de ecos parásitos desde Tyler, Texas, hasta Alexandria, Louisiana, representa los residuos de escombros provenientes del desastre del transbordador espacial Columbia. El patrón en forma toroidal de los ecos alrededor de Shreveport representa el eco de tierra.

 Figura2. Imagen de radar del 1 de febrero de 2002, del Servicio Nacional de Meteoro-logía (Shreveport, Louisiana). La línea de ecos parásitos desde Tyler, Texas, hasta Alexandria, Louisiana, representa los residuos de escombros provenientes del desastre del transbordador espacial Columbia. El patrón en forma toroidal de los ecos alrededor de Shreveport representa el eco de tierra.

El hecho que plataformas de gobierno o militares, tales como radares y satélites de apoyo a la defensa, recopilen información crítica que o bien no se utiliza o es innecesaria y costosamente recopilada por otra plataforma, no es algo que los líderes y visionarios militares de hoy en día perciban. El General Lance Lord, comandante del Comando Espacial de la Fuerza Aérea, indicó que "obtenemos muchos datos . . . Estamos recopilando más y utilizándolos menos". Él está de acuerdo que usar la plataforma SBR para proveer datos meteorológicos integrados junto con la información intencional de GMTI podría constituir un ejemplo de "utilizar más los datos".12 El General Lord también indicó que a pesar de que "muchos están tratando de adquirir y poner en servicio más plataformas, pocos buscan las maneras de utilizar a mayor capacidad los datos de plataformas existentes y futuras—necesitamos utilizar más los datos".13

La recopilación y utilización de datos meteorológicos basados en el espacio, tal como la capacidad que proveen los satélites DMSP, han sido consideradas por mucho tiempo como un multiplicador de fuerza significativo—principalmente a los niveles estratégicos y operativos de la guerra. La incorporación de información meteorológica en tiempo real unida a la información GMTI lograría que la recopilación de datos meteorológicos espaciales fuese también un multiplicador de fuerza al nivel táctico. De hecho, los datos meteorológicos en tiempo real, derivados de un SBR, pueden proveer la clave para la toma rápida de decisiones (quizás automatizada) que se necesita para las decisiones sobre las selecciones de armas y tácticas (figura 3). Esta información sumamente perecedera de objetivos, claramente radica en los niveles tácticos de la guerra, ofreciendo un excelente ejemplo de cómo integrar la recopilación de datos meteorológicos con el procesamiento de datos SBR, logrando que un SBR sea una parte crítica en todos los seis pasos—buscar, fijar, rastrear, seleccionar, enfrentar y evaluar—en el proceso TCT.

La Figura 3 también muestra que los centros de operaciones conjuntas y combinadas aéreos y espaciales (JAOC/CAOC) podrían convertirse en un punto focal de los efectos beneficiosos de datos meteorológicos y oceanográficos integrados derivados del SBR. La meteorología automatizada en tiempo real, y unida a la meteorología derivada del SBR, mejoraría en gran medida la habilidad del equipo meteorológico CAOC para ofrecer apoyo inmediato y concurrentemente a las operaciones de las cinco divisiones (estrategia, planes, operaciones actuales, ISR y movilidad aérea) del CAOC a todos los niveles de la batalla. Tal información entrelazada y basada en el espacio apoyaría enormemente la aserción hecha por el General de Brigada David L. Jonson, antiguo director de meteorología de la Fuerza Aérea, que el clima es el componente crítico del ISR (un punto que él recala usando las siglas "WISER" [la "W" viene de la palabra en inglés "weather" que significa clima, más "ISR" que se pronuncia en inglés "wiser" y que en español significa más sabio]).14

La utilización de flujo de datos para los análisis meteorológicos tornaría más sabios a los comandantes militares y a los centros de mando y control que conocen la información, y podría mejorar a nivel mundial los pronósticos meteorológicos numéricos—tanto para actividades militares como civiles. La recopilación de datos meteorológicos por SBR y el resultante procesamiento de señales, podría sin lugar a dudas proveer información atmosférica acerca de extensas zonas de las que, por lo regular, no se obtienen muestras hoy en día. Sencillamente incorporando tales datos a un sistema global de asimilación de datos meteorológicos de manera oportuna mejoraría en gran medida los pronósticos numéricos meteorológicos a corto y mediano plazo. Un estudio reciente mostró que la incorporación de más de 170,000 observaciones automatizadas desde aeronaves comerciales mundialmente resultó en una reducción del 10 por ciento de errores de viento pronosticados en el modelo de ciclo rápido de actualización empleado en Estados Unidos.15 Notablemente, las observaciones de las aeronaves comerciales fueron principalmente sentadas a un nivel cerca de 30,000 pies en vez de a través de la atmósfera. El SBR puede recopilar datos de perfiles atmosféricos (a numerosos intervalos verticales espaciados regularmente sobre cada punto de la superficie), proporcionando una mayor riqueza en los datos que, a su vez, probablemente resultarían en pronósticos meteorológicos numéricos significativamente perfeccionados.

Las técnicas diseñadas para llevar a cabo el procesamiento de señales de la información meteorológica derivada del SBR podrían conllevar subsiguientemente a métodos para extraer datos climatológicos del JSTARS y de los SAR del Global Hawk. Aprovechar completamente todos los recursos de los radares basados en el espacio y a bordo para todos los GMTI, DTED y la información meteorológica es totalmente consistente con la política de colaboración del concepto de selección de blancos del Plan de Vuelo de Transformación (NCCT), un sistema operativo concebido para integrar completamente los recursos ISR aéreos, espaciales y de superficie al nivel digital.16 El plan establece que al "proporcionar un interfaz ininterrumpido de máquina a máquina, el NCCT puede perfeccionar dramáticamente el entorno de procesamiento distribuido geográficamente, aprovechándose de los sensores, las comunicaciones y los sistemas de procesamiento existentes."17

Por último, las investigaciones meteorológicas vigentes que emplear el radar TRBM de precipitación, combinadas con los radiómetros pasivos de microondas, tales como los que se encuentran a bordo de los satélites DMSP, sugieren que los efectos de oscurecimiento del clima eventualmente podrían prácticamente eliminarse o reducirse durante el procesamiento de señales (remoción de los ecos parásitos del clima). Otra ventaja de agregarle un radiómetro a cada constelación de satélites SBR es que se triplicaría el tamaño de la cobertura en tierra (ver la discusión anterior sobre el satélite TRMM). Las medidas del radiómetro permitirían una caracterización más completa del clima porque la combinación del sensor radar/radiómetro explicaría mejor las propiedades de dispersión y emisión de la atmósfera y sus constituyentes naturales hechos por el hombre. Una caracterización de este tipo del entorno meteorológico mediante el cual el SBR opera daría lugar a una mejor remoción de las condiciones adversas del medio ambiente que un adversario podría utilizar para encubrirse.

Por supuesto, la adición de un radiómetro a bordo de un satélite SBR agregaría peso y costo. Sin embargo, los radiómetros que en la actualidad funciona a bordo de los satélites DMSP y TRBM son confiables, científicamente estables y disponibles al momento a través de medios "comerciales, en existencia". Su costo palidecería en comparación con el costo general de diseñar el SBR.

Conclusiones

Tal como se mencionó anteriormente, los datos meteorológicos no se recopilan ni se procesan operacionalmente de prácticamente todos los equipos de radares a causa de la gran cantidad de procesamiento de señales que se requiere para obtener información útil y rápida de esos sistemas. No fue sino hasta el advenimiento de la electrónica de estado sólido a finales de la década de los años sesenta y adelantos subsiguientes en la tecnología de computadoras, que la cantidad de procesamiento de señales de radar necesarias obligó a que se dependiera de equipo separado y analistas capacitados por separado para cada disciplina de radar. A pesar de las capacidades modernas que ahora permiten el procesamiento automatizado e integrado de señales, esta división entre los radares militares y los meteorológicos continúa hasta el presente—la falta de consideración que se le otorga al clima en la propuesta del SBR es testigo de ello.

En este artículo se ha afirmado que la recopilación cuantificable y aprovechable operacionalmente de datos meteorológicos de plataformas SBR futuras, parece ser posible y factible. Las técnicas para derivar información meteorológica de los métodos y los equipos propuestos para el SBR se establecieron hace mucho tiempo. La información meteorológica integrada derivada del SBR es factible porque tiene que ver con un problema de procesamiento de señales, no uno que exige equipo nuevo y costoso. Sin embargo, tenemos que llevar a cabo muchas más investigaciones para crear algoritmos específicos de recuperación meteorológica para usarlos en el flujo de datos SBR. Por lo tanto, la oficina del programa SBR deben funcionar muy de cerca con las instituciones académicas militares al nivel de posgrado tales como el Instituto de Tecnología de la Fuerza Aérea y la Escuela de Posgrado de la Armada para encabezar la iniciativa del algoritmo. Emplear instituciones académicas y militares deben mantener los costos de investigación por debajo de aquellos costos que se podrían contraer con instituciones civiles.

Figura 3. El impacto meteorológico en las operaciones a los niveles estratégico, operativo y táctico de la guerra.

Figura 3. El impacto meteorológico en las operaciones a los niveles estratégico, operativo y táctico de la guerra. (Adaptación de la diapositiva de AF/XOW, General de Brigada David L. Jonson, "Environmental Situational Awareness" [adelanto de la charla sobre el clima del Curso para Comandantes de Componentes de Fuerza Conjunta Aérea y Espacial, Escuela Superior de Guerra Aérea, Base Aérea Maxwell, Alabama, 8 de febrero de 2003])

Al derivar datos meteorológicos en tiempo real, amalgamados de la plataforma SBR, uno se percataría del beneficio y la ventaja de entrelazar esos datos con el ciclo TCT, por ende incorporando inmediatamente información meteorológica clave y pasajera hacia todas partes del ciclo TCT de buscar, fijar, rastrear, seleccionar, enfrentar y evaluar. Hacerlo sacaría aún más utilidad del sistema SBR y garantizaría que los informes meteorológicos en tiempo real (no los pronosticados) se consideren completamente al tomar decisiones críticas con respecto a la selección de armamento y tácticas. Por lo tanto, la información meteorológica derivada del SBR fijaría eficazmente información meteorológica valiosa de un recurso en el espacio al nivel táctico de la guerra, al igual que a los niveles operacional y estratégico.

Sacarle provecho a los datos meteorológicos del SBR también proporcionaría una gran fuente de datos del clima al nivel mundial que se pueden observar, mejorando por consiguiente los pronósticos numéricos del clima para fines militares y civiles por igual. Además de la información del viento derivada del Doppler, el SBR también proporcionaría información del perfil microfísica—precipitación, nubes y humedad—que mejorarían significativamente los pronósticos numéricos. Para cuantificar más específicamente cuánto mejorarían los datos meteorológicos derivados del SBR los pronósticos para las actividades militares y civiles, la oficina del programa SBR debe establecer un estudio en cooperación con la Agencia Meteorológica de la Fuerza Aérea, que está en una condición singular para analizar los efectos de observaciones meteorológicas adicionales en modelos del clima. Esta agencia proporciona modelos de pronósticos numéricos en escalas de graduaciones pequeñas para las diferentes regiones del mundo hasta cuatro veces al día.

El aprovechamiento de los datos meteorológicos podría cosechar mayores beneficios del programa SBR si los costos más altos asociados con el equipo adicional se aceptaran. Por lo tanto, un estudio completo del análisis de los costos en cuanto a la necesidad para, los beneficios de y la justificación para las iniciativas de aprovechamiento meteorológico del SBR es necesario. Un estudio de ese tipo—quizás más adecuado para el Instituto de Tecnología de la Fuerza Aérea o la Escuela de Posgrado de la Armada, o una combinación de ambas—podría destacar tanto la solución a un bajo costo sin equipo adicional como un proyecto de alto costo/mayor beneficio en el que se necesite hacerle adiciones a la plataforma SBR.

En este artículo se ha razonado que procesar concurrentemente datos meteorológicos del flujo de datos SBR propuesto resultaría ventajoso militarmente, económico y beneficioso para las actividades civiles. Dado el efecto del clima en todos los aspectos de las operaciones militares y su condición como el medio mediante el cual el SBR funcionará, quizás el razonamiento más sólido que uno puede hacer es que el programa SBR no puede lograr su meta de "diseñar una arquitectura integrada e interoperable para administrar la información nacional y para el teatro" sin incorporar el procesamiento de señales meteorológicas.18

Notas:

1. Richard J. Doviak y Dusan S. Zrnic, Doppler Radar and Weather Observations (San Diego: Academic Press, 1993), 6.

2. Robert Meneghini y Toshiaki Kozu, Spaceborne Weather Radar (Boston: Artech House, 1990), 1.

3. TRMM," in Review of Radio Science, ed. W. Ross Stone (Hoboken, NJ: Wiley-IEEE Press, 1999), 487–502.

4. Ibid.

5. Steven T. Fiorino, "Investigation of Microphysical Assumptions in TRMM Radiometer’s Rain Profile Algorithm Using KWAJEX Satellite, Aircraft and Surface Datasets" (PhD diss., Florida State University, 2002), 13.

6. Air Force fact sheet, "Space-Based Radar (SBR)," junio del 2001, 1.

7. Ibid.

8. Headquarters Air Force Transformation Division, "The USAF Transformation Flight Plan, FY03–07," noviembre del 2002, 3.

9. Jane Sanders, "Radar Revolution: Space-Based Radar Operating from a Microsatellite Cluster Will Provide New Military Capabilities," Research Horizons Magazine, Otoño 2002, 1.

10. Ibid.

11. D. Atlas, C. Elachi, y W. E. Brown Jr., "Precipitation Mapping with an Airborne Synthetic Aperture Imaging Radar," Journal of Geophysical Research, núm. 82 (1977): 3445–51; y Meneghini y Kozu, Spaceborne Weather Radar, 105–7.

12. John A. Tirpak, "The Space-Based Radar Plan," Air Force Magazine, agosto del 2002, 65.

13. Gen Lance W. Lord, interview by the author, Air Command y Staff College, Maxwell AFB, AL, 24 de febrero de 2003.

14. Brig Gen David L. Johnson, "Environmental Situational Awareness" (preview of Joint Force Air y Space Component Commander Course weather lecture, Air War College, Maxwell AFB, AL, 8 de febrero de 2003).

15. William R. Moninger, Richard D. Mamrosh, y Patricia M. Pauley, "Automated Meteorological Reports from Commercial Aircraft," Bulletin of the American Meteorological Society 84, no. 2 (febrero del 2003): 203–16.

16. Headquarters Air Force Transformation Division, "USAF Transformation Flight Plan," 1.

17. Ibid.

18. Department of the Air Force, "Space Based Radar Battle Management Command, Control y Communications Risk Reduction (SBR BMC3 Risk Reduction)," 30 de diciembre de 2002.


Colaborador

Mayor Steven T. Fiorino

El Mayor Steven T. Fiorino (BS, MS, Ohio State University, BS, PhD, Florida State University) es profesor auxiliar de física atmosférica en el Instituto de Tecnología de la Fours Aérea, Base Aérea Wright-Patterson, Ohio. Anteriormente se se dempeñó como oficial meteorólogo del ala, 319ava Ala de Bombarderos, Base Aérea Grand Forks, North Dakota; oficial a cargo, Escuadrilla Meteorológica, 806ava Ala de Bombarderos (Provisional) durante la Operación Tormenta en el Desierto; meteorólogo de sistemas de adquisición, Laboratorio Wright (actualmente Laboratorio de Investigaciones de la Fuerza Aérea), Base Aérea Wright-Patterson. El Mayor Fiorino es egresado de la Escuela para Oficiales de Escuadrón y la Escuela Superior de Comando y Estado Mayor.

Declaración de responsabilidad:

Las ideas y opiniones expresadas en este artículo reflejan la opinión exclusiva del autor elaboradas y basadas en el ambiente académico de libertad de expresión de la Universidad del Aire. Por ningún motivo reflejan la posición oficial del Gobierno de los Estados Unidos de América o sus dependencias, el Departamento de Defensa, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos o la Universidad del Aire. El contenido de este artículo ha sido revisado en cuanto a su seguridad y directriz y ha sido aprobado para la difusión pública según lo estipulado en la directiva AFI 35-101 de la Fuerza Aérea.


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