La ambiciosa campaña de campo de biodiversidad de la NASA, BioSCape, llevada a cabo durante cuatro semanas intensivas utilizando jets ejecutivos Gulfstream III y Gulfstream V modificados desde Ciudad del Cabo, se ha considerado un éxito cuando solo queda una semana de misión.
El esfuerzo de colaboración entre científicos de Estados Unidos y la Universidad de Ciudad del Cabo (UCT) se centró en mapear especies y ecosistemas marinos, de agua dulce y terrestres en la Región Florística del Gran Cabo (GCFR) de Sudáfrica, incluidos los entornos marinos y costeros circundantes.
El GCFR contiene dos Hotspots de Biodiversidad Global con la flora templada más rica y el tercer endemismo marino más alto del mundo. La campaña de campo incluye una colección de nuevos datos hiperespectrales que van desde longitudes de onda ultravioleta hasta térmicas adquiridas por varios sensores aéreos. Estos incluyen el espectrómetro de imágenes remoto portátil (PRISM) y el espectrómetro de imágenes infrarrojas/visibles en el aire: sensor de próxima generación (AVIRIS-NG) a bordo del Gulfstream III y el espectrómetro de emisión térmica hiperespectral (HyTES) combinado con el sensor de tierra, vegetación y hielo. (LVIS) altímetro láser a bordo del avión Gulfstream V.
Dennis Rippy, piloto de Gulfstream III de la NASA, compartió sus ideas sobre los logros del proyecto y afirmó: “Según tengo entendido, se han logrado los objetivos del programa, todos los datos que querían y más”.
Este respaldo subraya la eficacia de la espectroscopia de imágenes aéreas y las tecnologías lidar empleadas, así como la colaboración perfecta entre las comunidades científicas estadounidense y sudafricana.
Rippy también elogió el apoyo excepcional de los controladores de tráfico aéreo, reconociendo su flexibilidad para adaptarse a los patrones de vuelo únicos y los ajustes de ruta de la campaña. Explicó: “A veces, al tratar con controladores de tráfico aéreo, especialmente cuando se trata de un tipo inusual de patrón de vuelo, despegar desde un aeropuerto internacional y luego tomar una ruta extraña, cortando un montón de líneas, es estresante para los pilotos asegurarse de que Estamos siguiendo todas las reglas del espacio aéreo. Pero han sido muy complacientes”.
Al enfatizar el papel fundamental de las condiciones climáticas en el proceso de recopilación de datos, Rippy destacó la adaptabilidad del equipo para garantizar resultados óptimos.
“El clima es muy importante para la colección porque recolectamos la luz solar reflejada, por lo que no se puede volar sobre las nubes”, explicó. Esta adaptabilidad se extiende a los ajustes en los planes de vuelo cuando se encuentran áreas restringidas o espacio aéreo militar, lo que muestra el compromiso del equipo de obtener datos completos y precisos.
Las altitudes de vuelo durante las misiones variaron según los objetivos. Rippy explicó las consideraciones de planificación para estas altitudes y afirmó que las altitudes variarán según los objetivos de recolección. Se analizó cuidadosamente el equilibrio entre altitud y resolución del sensor para garantizar la adquisición de datos de alta calidad.
Los pilotos no sólo dependen del piloto automático para volar líneas de cuadrícula precisas. “En realidad, volamos mucho el avión a mano porque las líneas de reconocimiento están muy juntas”, dijo Rippy. “No es como si estuvieras en piloto automático todo el tiempo, en realidad tienes que girar el avión. ¡No te aburrirás allí arriba, el tiempo pasa bastante rápido!
Una tripulación típica estará formada por dos pilotos que pilotan el avión y un equipo de investigación de tres o cuatro personas en la parte trasera, monitoreando cada uno de los instrumentos y observando en tiempo real la calidad de los datos que obtienen.
Holly Bender, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y líder del equipo del espectrómetro de imágenes remotas portátil a bordo del Gulfstream III, brindó información valiosa sobre el proceso de recopilación de datos y explicó: “Básicamente, estamos recopilando o creando mapas de todas las áreas que estamos “Al volar sobre y para cada tipo de punto en ese mapa, tenemos esta información espectral”.
Explicó que los instrumentos estaban midiendo la luz del sol reflejada en lo que sobrevolaban, ya fuera un área forestal, un océano costero u otro: “La luz del sol se reflejará e interactuará con lo que sea que sobrevolemos, por lo que absorbe y refleja ciertas longitudes de onda. “
Los instrumentos miden las longitudes de onda reflejadas, junto con otra información espectral, normalmente los canales rojo, verde y azul. Los instrumentos aéreos, sin embargo, tienen cientos de canales de color, lo que los hace hiperespectrales.
Los datos hiperespectrales recopilados, que van desde longitudes de onda ultravioleta hasta térmicas, facilitaron la creación de mapas espectrales detallados, proporcionando una gran cantidad de información sobre diversos ecosistemas.
Ella detalló su papel durante los vuelos y afirmó: “Me sentaré atrás y usaré una aplicación, la misma que ven los pilotos en términos de las líneas que planeamos volar, cuál es nuestro plan para el día y “Podemos comunicarnos con los pilotos si necesitamos cambiar eso debido a las nubes y queremos volar a otro lugar”.
Bender también se comunica constantemente con las personas que operan los instrumentos para saber cuándo iniciar o detener el registro de datos.
Bender enfatizó la importancia de la campaña, ya que es la primera vez que ambos espectrómetros a bordo del avión Gulfstream III vuelan juntos, con vuelos sincronizados según la geometría de los ángulos solares que son correctos para los objetivos sobrevolados.
“Lo bueno de esta campaña”, dijo Bender, “es que realmente habla de la biodiversidad del área y de la campaña. Estamos observando objetivos terrestres, estamos observando montañas, estamos observando ríos, estamos observando océanos y por eso estamos recopilando este enorme conjunto de datos y haciendo que ambos instrumentos trabajen juntos para llenar los vacíos entre todas las diferentes áreas en las que estamos operando”.
“Usamos esos datos para correlacionar lo que hemos mapeado y usamos esa información espectral para determinar cosas como las especies básicas o si el área está teniendo problemas de sequía”, continuó Bender.
El éxito de la campaña BioSCape radica en su capacidad para operar instrumentos simultáneamente y sin problemas durante vuelos de cinco horas, con una tripulación típica formada por dos pilotos y de tres a cuatro investigadores. Estos esfuerzos de colaboración garantizan un seguimiento en tiempo real y una comunicación eficaz para realizar ajustes en los planes de vuelo, especialmente cuando se encuentran nubes u otras condiciones imprevistas.
Mientras el Gulfstream V completó su misión y partió el 16 de noviembre, está previsto que el Gulfstream III abandone Ciudad del Cabo a principios de la próxima semana, lo que marcará la conclusión de un esfuerzo científico de gran éxito.
Se espera que la gran cantidad de datos hiperespectrales recopilados durante la campaña BioSCape contribuya significativamente a la comprensión de la biodiversidad única dentro de los ecosistemas de Sudáfrica, particularmente en el GCFR ecológicamente diverso. Este proyecto pionero sienta las bases para futuros esfuerzos en el mapeo integral de la biodiversidad, avanzando aún más en el conocimiento de los diversos ecosistemas del mundo.
