La Tierra desde el Espacio

La observación de la Tierra desde el espacio se refiere a la obtención sistemática de imágenes y mediciones de la superficie del planeta, sus océanos, su atmósfera y el entorno cercano al espacio, por medio de instrumentos instalados en cohetes, naves tripuladas y satélites artificiales. El campo comenzó con la fotografía por cohetes suborbitales a finales de la década de 1940, se expandió rápidamente durante la carrera espacial de los años sesenta, y se consolidó como una infraestructura científica y operativa permanente a partir del lanzamiento del primer satélite meteorológico en 1960 y del primer satélite civil de imágenes terrestres en 1972. A mediados de la década de 2020, la Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de las Naciones Unidas contabiliza más de mil satélites de observación terrestre en funcionamiento, operados por más de sesenta naciones y un número creciente de empresas privadas.

Las imágenes y mediciones que devuelven estas misiones no son simples fotografías. Son productos de datos calibrados, frecuentemente derivados de longitudes de onda invisibles al ojo humano, que permiten a científicos y gobiernos cartografiar la cobertura del suelo, rastrear huracanes y tifones desde su formación, monitorear la temperatura superficial del mar y la circulación oceánica, medir la masa de glaciares y mantos de hielo, detectar penachos volcánicos y humo de incendios, y seguir la lenta reconfiguración de costas, bosques y ciudades. Muchos de los archivos de observación terrestre más importantes, como el registro continuo de Landsat que comenzó en 1972, abarcan ya más de cinco décadas y constituyen la vista ininterrumpida más larga de la superficie terrestre del planeta jamás reunida.

La primera fotografía de la Tierra desde el espacio se tomó el 24 de octubre de 1946, desde un cohete alemán V-2 capturado, lanzado en el Campo de Pruebas de Misiles de White Sands, en Nuevo México. Una cámara cinematográfica de 35 milímetros atornillada al costado del cohete tomó un fotograma en blanco y negro cada segundo y medio mientras el vehículo ascendía a una altitud de aproximadamente 105 kilómetros, muy por encima del límite internacionalmente reconocido del espacio a 100 kilómetros. Las fotografías resultantes, aunque granuladas y parcialmente cubiertas por nubes, mostraban una Tierra visiblemente curvada e iniciaron una tradición ininterrumpida de imágenes orbitales y suborbitales.

Un segundo hito llegó el 1 de abril de 1960, cuando la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio lanzó el Satélite de Observación Infrarroja de Televisión, conocido como TIROS-1. Equipado con dos cámaras de televisión en una órbita casi polar, devolvió las primeras imágenes de nubes verdaderamente útiles captadas desde el espacio, demostrando que los sistemas meteorológicos podían observarse de manera sinóptica desde las alturas. TIROS-1 operó solo durante 78 días, pero sus sucesores inauguraron una secuencia ininterrumpida de satélites meteorológicos estadounidenses que continúa hoy en día bajo los programas Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) y Joint Polar Satellite System (JPSS).

Las imágenes culturalmente más significativas, sin embargo, provienen del programa tripulado Apollo. El 24 de diciembre de 1968, el Apollo 8 se convirtió en la primera nave tripulada en alcanzar la Luna y entrar en su órbita. Durante la cuarta vuelta orbital, el astronauta William Anders fotografió la Tierra asomando sobre el borde lunar, produciendo la imagen conocida como Earthrise. Cuatro años después, el 7 de diciembre de 1972, la tripulación del Apollo 17 fotografió la Tierra completamente iluminada desde una distancia de aproximadamente 29,000 kilómetros mientras se dirigía hacia la Luna. La fotografía, con el número de catálogo AS17-148-22727 en el archivo de la NASA, se convirtió en una de las imágenes más reproducidas de la historia y es universalmente conocida como el Blue Marble.

La década de 1970 también fue testigo del nacimiento de la teledetección civil moderna. El 23 de julio de 1972, los Estados Unidos lanzaron el Landsat 1, conocido originalmente como el Satélite Tecnológico de Recursos Terrestres. El Landsat 1 llevaba un escáner multiespectral que registraba la superficie terrestre en cuatro bandas de luz visible e infrarroja cercana con una resolución espacial de aproximadamente 80 metros. Sus imágenes, y las de los satélites Landsat que le han sucedido de manera ininterrumpida hasta el actual Landsat 9 (lanzado en 2021), conforman el registro continuo más largo de la superficie terrestre del planeta jamás compilado. Las décadas posteriores trajeron misiones europeas, japonesas, canadienses, indias, chinas y brasileñas, operadores comerciales, y finalmente el Programa Copernicus de la Unión Europea, cuyos satélites Sentinel ofrecen datos gratuitos y abiertos a una escala sin precedentes.

Los instrumentos de observación terrestre se agrupan en varias categorías amplias definidas por la parte del espectro electromagnético que muestrean y las magnitudes físicas que miden. Cada categoría tiene fortalezas y limitaciones particulares, y la investigación moderna las combina cada vez con mayor frecuencia.

Los imágenes ópticas (visible e infrarrojo cercano) registran la luz solar reflejada por la superficie terrestre en bandas de longitud de onda específicas. Entre los ejemplos se encuentran el Operational Land Imager de Landsat, el Instrumento Multiespectral de Sentinel-2 y los sensores MODIS de Terra y Aqua. Las imágenes ópticas son intuitivas para la interpretación humana y constituyen la base de los compuestos en color real, pero requieren luz diurna y son bloqueadas por las nubes.

Los imágenes de infrarrojo térmico detectan el calor que irradia la superficie terrestre. Las bandas térmicas del Landsat y el MODIS se utilizan para medir la temperatura de la superficie terrestre, detectar incendios activos, cartografiar flujos de lava volcánica e identificar penachos térmicos provenientes de fuentes industriales y centrales eléctricas. Los sensores térmicos funcionan tanto de noche como de día.

El radar de apertura sintética, o SAR, emite sus propios pulsos de microondas y registra la señal dispersada de vuelta por la superficie. Dado que las microondas penetran las nubes y operan con independencia de la luz solar, los instrumentos SAR, como los del Sentinel-1 de la ESA y el ALOS-2 japonés, pueden obtener imágenes de cualquier punto de la Tierra en cualquier momento. El SAR es indispensable para la cartografía de inundaciones, el monitoreo de la subsidencia del terreno y la inflación volcánica mediante interferometría, y el seguimiento del hielo marino.

Los imágenes hiperespectrales dividen el espectro de la luz reflejada en cientos de bandas estrechas, en lugar de las pocas que emplean los instrumentos multiespectrales. Misiones como la alemana EnMAP, lanzada en 2022, y el instrumento Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT) de la Estación Espacial Internacional utilizan datos hiperespectrales para identificar minerales específicos, especies vegetales y gases atmosféricos a partir de sus firmas espectrales.

Las misiones de gravedad y altimetría miden propiedades físicas en lugar de luz reflejada. GRACE y GRACE-FO cartografían pequeñas variaciones en el campo gravitacional de la Tierra que revelan el agotamiento de las aguas subterráneas y los cambios en la masa de los mantos de hielo. Los altímetros de radar del Sentinel-6, Jason-3 y SWOT miden la altura de la superficie del mar con una precisión de pocos centímetros, lo que apoya el estudio de la circulación oceánica, las mareas y las tendencias del nivel del mar. Los altímetros láser del ICESat-2 miden la elevación del hielo polar con precisión centimétrica.

El valor práctico de la observación terrestre puede apreciarse a través de algunas de sus aplicaciones más importantes. Cada una se apoya en décadas de datos acumulados y continúa expandiéndose a medida que entran en funcionamiento nuevas misiones.

Sistemas meteorológicos y tormentas severas. Los satélites geoestacionarios como GOES e Himawari devuelven una nueva imagen de la mitad de la Tierra cada diez minutos, lo que permite a los meteorólogos observar en tiempo casi real la evolución de huracanes, tifones, sistemas frontales y complejos de tormentas eléctricas. Las imágenes infrarrojas revelan las temperaturas en la cima de las nubes y la intensidad convectiva incluso de noche, y los detectores de rayos en los nuevos satélites GOES identifican destellos individuales en las tormentas en desarrollo.

Corrientes oceánicas y temperatura superficial del mar. Los altímetros de radar miden las pequeñas elevaciones y depresiones de la superficie del mar causadas por corrientes y remolinos, mientras que los radiómetros de infrarrojo y microondas en misiones como Aqua cartografían a diario la temperatura superficial del mar a escala global. Estas mediciones alimentan los modelos de circulación oceánica utilizados para la gestión pesquera, las rutas marítimas y la predicción del fenómeno de El Niño. Conoce más en nuestra página Océanos y Mares del Mundo.

Vegetación y agricultura. El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada, o NDVI por sus siglas en inglés, se calcula a partir de la reflectancia en las bandas roja e infrarroja cercana y sirve como indicador de la actividad fotosintética de las plantas. Derivado de imágenes de MODIS, Landsat y Sentinel-2, los productos de NDVI son utilizados por organismos agrícolas nacionales, el Programa Mundial de Alimentos y agricultores comerciales para monitorear el vigor de los cultivos, pronosticar rendimientos, vigilar las praderas y detectar señales tempranas de sequía.

Crecimiento urbano y cambios en la cobertura del suelo. Los archivos multidecenales como Landsat permiten rastrear la expansión de las ciudades, la extensión de las redes viales y la conversión de bosques en pastizales y tierras de cultivo. Proyectos como el laboratorio Global Land Analysis and Discovery (GLAD) de la Universidad de Maryland, financiado por la NASA y el USGS, producen mapas completos de pérdida de cobertura forestal actualizados cada año.

Monitoreo de la deforestación. Los sistemas PRODES y DETER, operados por el Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales de Brasil (INPE), utilizan imágenes satelitales para producir estadísticas oficiales sobre la deforestación en la Amazonía, mientras que Global Forest Watch combina datos de Landsat, Sentinel-2 y radar para ofrecer alertas en tiempo casi real sobre la pérdida forestal en todo el mundo.

Erupciones volcánicas e incendios. Las bandas térmicas del MODIS y el VIIRS detectan incendios activos y focos volcánicos pocas horas después de su inicio. Las columnas de ceniza y el humo son rastreados por satélites geoestacionarios y por sondas atmosféricas como el instrumento TROPOMI del Sentinel-5P. Estos productos son utilizados por las autoridades de aviación, como los Centros de Avisos de Ceniza Volcánica, y por los organismos nacionales de gestión de incendios.

Hielo polar y glaciares. La altimetría láser del ICESat-2, la interferometría SAR del Sentinel-1 y la misión gravitacional GRACE-FO permiten a los científicos medir el espesor y la masa de los mantos de hielo de Groenlandia y la Antártida, así como monitorear la velocidad de flujo de los glaciares de descarga. Estas mismas técnicas se aplican al seguimiento de los glaciares de montaña en todo el mundo.

La Estación Espacial Internacional, que orbita a una altitud promedio de aproximadamente 400 kilómetros con una inclinación de 51.6 grados respecto al ecuador, es la plataforma humana más productiva jamás construida para la fotografía terrestre. Desde que comenzó la ocupación tripulada en noviembre de 2000, las sucesivas tripulaciones de las Expediciones han producido un registro fotográfico continuo y manual del planeta desde la órbita terrestre baja. El programa Crew Earth Observations de la NASA mantiene la base de datos Gateway to Astronaut Photography of Earth, que para 2025 contenía más de cuatro millones de imágenes catalogadas con metadatos precisos de tiempo y ubicación.

Como la estación completa una órbita cada 90 minutos, las tripulaciones experimentan un amanecer y un atardecer cada 45 minutos y sobrevuelan la mayoría de las regiones habitadas de la Tierra cada pocos días. Las fotografías tomadas por astronautas desde la EEI han documentado eventos rápidos como erupciones volcánicas, el ojo de huracanes, inundaciones fluviales y enormes penachos de humo de incendios. La estación también alberga instrumentos de observación terrestre dedicados en sus plataformas externas, entre ellos el Experimento de Radiómetro Térmico Aerotransportado del Ecosistema en la Estación Espacial (ECOSTRESS), la Investigación de Fuentes de Polvo Mineral de la Superficie Terrestre (EMIT), el Lidar de Investigación Global de la Dinámica de los Ecosistemas (GEDI) y el Experimento de Ondas Atmosféricas.

Desde el módulo Cupola de siete ventanas de la estación, las tripulaciones capturan no solo espectaculares vistas panorámicas, sino también documentación específica de ríos, costas, lagos y ciudades solicitada por científicos en tierra. Las imágenes resultantes se publican en el dominio público y son ampliamente utilizadas en libros de texto, atlas y programas educativos, incluyendo los propios perfiles de países de CountryReports. Para explorar misiones relacionadas que han fotografiado nuestro planeta desde mayores distancias, consulta La Luna y El Sistema Solar.

Una característica definitoria de la observación terrestre moderna es que la mayor parte de sus datos es gratuita y de acceso público. Los organismos gubernamentales de los Estados Unidos, la Unión Europea, Japón y otros países tratan los archivos de observación terrestre como infraestructura científica pública, y cualquier ciudadano, estudiante, periodista o investigador en cualquier parte del mundo puede descargar y utilizar las mismas imágenes en las que se apoyan los científicos profesionales. Los portales más importantes son los siguientes.

• NASA Earthdata — la puerta de entrada central a los datos del Sistema de Observación de la Tierra de la NASA, incluyendo MODIS, VIIRS, ICESat-2, GRACE-FO, SMAP y cientos de otras misiones.
• USGS EarthExplorer — la interfaz pública principal para acceder al archivo completo de Landsat, fotografía aérea y modelos digitales de elevación.
• Copernicus Data Space Ecosystem — la plataforma de datos abiertos de la Unión Europea para todos los satélites Sentinel y los servicios de Copernicus. Sucesor del anterior Copernicus Open Access Hub.
• NASA Worldview — una herramienta en línea que permite a cualquier usuario visualizar cientos de capas de imágenes globales en tiempo casi real sobre un mapa interactivo con zoom, generalmente pocas horas después de su adquisición.
• EONET — Rastreador de Eventos Naturales del Observatorio de la Tierra — un flujo curado de incendios activos, tormentas, erupciones volcánicas y otros eventos naturales recientes, con referencia cruzada a imágenes satelitales.
• NOAA CLASS — el Sistema Integral de Custodia de Datos de Grandes Arreglos, que alberga los archivos de satélites meteorológicos de la NOAA, incluidos los datos de GOES y JPSS.
• JAXA Earth Observation — el portal de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón para los productos de ALOS-2, GCOM-C, GCOM-W e Himawari.
• Gateway to Astronaut Photography of Earth — el catálogo de la NASA con más de cuatro millones de fotografías manuales de la Tierra tomadas por astronautas en el Transbordador Espacial, Skylab, Mir y la Estación Espacial Internacional.

Para más contexto sobre cómo los sistemas de la Tierra se relacionan con la vista desde la órbita, consulta nuestra página sobre el sistema climático, y para conocer la historia más amplia de los vuelos espaciales tripulados que hicieron posibles estas misiones, visita Historia de la Exploración Espacial.

Las citas detalladas, las referencias de datos y las fuentes institucionales de todo el contenido de CountryReports se encuentran en la página de Fuentes. Los organismos gubernamentales, programas intergubernamentales e instituciones académicas que figuran a continuación son las autoridades primarias en las que nos basamos para el contenido de observación terrestre. Cada enlace dirige a la página principal de la institución o al subsitio directamente relevante.

Agencias Espaciales Gubernamentales y Programas de Observación Terrestre

• NASA — División de Ciencias de la Tierra — flota de observación terrestre de la agencia espacial de los Estados Unidos, incluyendo Landsat (en conjunto con el USGS), Terra, Aqua, Suomi NPP, SMAP, ICESat-2, GRACE-FO y SWOT.
• Servicio Geológico de los Estados Unidos — Misiones Landsat — operador del sistema terrestre civil y el archivo público del programa Landsat desde 1972.
• Agencia Espacial Europea — Observación de la Tierra — coordinador de las misiones Sentinel de Copernicus en asociación con la Comisión Europea, y operador de los satélites de investigación Earth Explorer.
• Programa Copernicus — el programa de observación de la Tierra de la Unión Europea, que ofrece acceso gratuito y abierto a los datos de los satélites Sentinel y a seis servicios temáticos.
• Servicio Nacional de Satélites, Datos e Información Ambiental de la NOAA — operador de la serie geoestacionaria GOES y la serie de órbita polar JPSS de los satélites meteorológicos de los Estados Unidos.
• EUMETSAT — la Organización Europea para la Explotación de Satélites Meteorológicos, operadora de las flotas de satélites meteorológicos Meteosat y MetOp.
• Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) — Satélites y Naves Espaciales — operadora de las misiones de observación terrestre ALOS, GCOM, GOSAT e Himawari.
• Centre National d'Études Spatiales (CNES) — Observación de la Tierra — agencia espacial nacional francesa y cooperadora de la serie de altimetría SWOT y Jason con la NASA.
• Agencia Espacial Canadiense — Satélites — operadora de la Misión Constelación RADARSAT y los satélites SAR predecesores RADARSAT-1 y RADARSAT-2.
• Organización de Investigación Espacial de la India — Satélites de Observación Terrestre — operadora de las series de satélites de observación terrestre Resourcesat, Cartosat, Oceansat e INSAT.
• Oficina de Asuntos del Espacio Ultraterrestre de las Naciones Unidas (UNOOSA) — organismo que mantiene el Registro de la ONU de Objetos Lanzados al Espacio Ultraterrestre, el registro internacional autorizado de satélites en funcionamiento.

Archivos Científicos e Históricos

• NASA Gateway to Astronaut Photography of Earth (Centro Espacial Johnson) — catálogo de fotografías manuales de la Tierra tomadas por astronautas desde el programa Mercury hasta la Estación Espacial Internacional.
• Observatorio de la Tierra de la NASA — la publicación editorial de la NASA sobre ciencias de la observación terrestre, con un archivo de miles de imágenes del día con reportajes que datan de 1999.
• Met Office del Reino Unido — Aplicaciones Satelitales — grupo de investigación responsable del uso operativo de datos satelitales en la predicción numérica del tiempo en el Reino Unido.
• Programa Espacial de la Organización Meteorológica Mundial — el organismo coordinador de la agencia especializada de las Naciones Unidas para satélites meteorológicos y el Sistema Mundial de Observación.
• Museo Nacional del Aire y el Espacio del Smithsonian — custodio del hardware de vuelo original y los registros históricos relacionados con TIROS-1, Landsat y el programa Apollo.

Centros de Investigación Académica

• Universidad de Maryland — Laboratorio Global de Análisis y Descubrimiento de la Tierra (GLAD) — productor de mapas anuales globales de pérdida de cobertura forestal derivados de Landsat y Sentinel-2.
• Instituto Tecnológico de Massachusetts — Ciencias de la Tierra, la Atmósfera y los Planetas — destacado departamento académico en la interpretación de datos de altimetría, gravedad y ciencias del sistema terrestre.
• Universidad de Harvard — Departamento de Ciencias de la Tierra y los Planetas — investigación en teledetección de la Tierra sólida, el hielo y la atmósfera.
• Universidad de Colorado Boulder — Centro de Investigación en Astrodinámica de Colorado — sede del reconocido grupo de investigación sobre el nivel del mar que interpreta los datos de altimetría de Jason y Sentinel-6.
• Centro Alemán de Investigación en Geociencias (GFZ Potsdam) — Sección de Geomonitoreo Global y Campo Gravitacional — cooperador con la NASA de las misiones GRACE y GRACE-FO.

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