Esta imagen de radar Doppler que se ve en las noticias del tiempo de la televisión utiliza microondas para pronosticar el clima local. Aquí se muestra la pared del ojo del huracán Claudette tocando tierra. Crédito: NOAA
MICROONDAS
Es posible que esté familiarizado con las imágenes de microondas, ya que se usan en las noticias del tiempo de la televisión e incluso puede usar microondas para cocinar sus alimentos. Los hornos de microondas funcionan mediante el uso de microondas de aproximadamente 12 centímetros de largo para forzar la rotación de las moléculas de agua y grasa en los alimentos. La interacción de estas moléculas que experimentan rotación forzada crea calor y la comida se cocina.
BANDAS DE MICROONDAS
Las microondas son una porción o “banda” que se encuentra en el extremo de frecuencia más alta del espectro de radio, pero comúnmente se distinguen de las ondas de radio debido a las tecnologías utilizadas para acceder a ellas. Las diferentes longitudes de onda de las microondas (agrupadas en “subbandas”) proporcionan información diferente a los científicos. Las microondas de longitud media (banda C) penetran a través de las nubes, el polvo, el humo, la nieve y la lluvia para revelar la superficie de la Tierra. Las microondas de banda L, como las utilizadas por un receptor del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) en su automóvil, también pueden penetrar en la cubierta del dosel de los bosques para medir la humedad del suelo de las selvas tropicales. La mayoría de los satélites de comunicación utilizan las bandas C, X y Ku para enviar señales a una estación terrestre.
IZQUIERDA : El satélite ERS-1 envía longitudes de onda de aproximadamente 5,7 cm de largo (banda C). Esta imagen muestra hielo marino rompiendo las costas de Alaska. CENTRO : el satélite JERS utiliza longitudes de onda de unos 20 cm de longitud (banda L). Esta es una imagen del río Amazonas en Brasil. DERECHA : Esta es una imagen de radar adquirida del Transbordador espacial. También utilizó wavelengthinth en la banda L del espectro de microondas. Aquí vemos una imagen de radar mejorada por computadora de algunas montañas en el borde de Salt Lake City, Utah.
Las microondas que penetran la bruma, la lluvia ligera y la nieve, las nubes y el humo son beneficiosas para la comunicación por satélite y para estudiar la Tierra desde el espacio. El instrumento SeaWinds a bordo del satélite Quick Scatterometer (QuikSCAT) utiliza pulsos de radar en la banda Ku del espectro de microondas. Este dispersómetro mide los cambios en la energía de los pulsos de microondas y puede determinar la velocidad y la dirección del viento cerca de la superficie del océano. La capacidad de las microondas para pasar a través de las nubes les permite a los científicos monitorear las condiciones debajo de un huracán.
Crédito: Imagen de la NASA cortesía del Equipo Científico QuikSCAT en el Laboratorio de Propulsión a Chorro
El radiómetro de escaneo de microondas avanzado japonés para EOS (AMSR-E) a bordo del satélite Aqua de la NASA puede adquirir mediciones de microondas de alta resolución de todo el polo región todos los días, incluso a través de nubes y nevadas. Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center Estudio de visualización científica
SENSACIÓN REMOTA ACTIVA
La tecnología de radar se considera un sistema de detección remota activo porque envía activamente un pulso de microondas y detecta la energía reflejada. El radar Doppler, los dispersómetros y los altímetros de radar son ejemplos de instrumentos activos de detección remota que utilizan frecuencias de microondas.
El altímetro de radar a bordo del satélite conjunto NASA / CNES (agencia espacial francesa) Ocean Surface Topography Mission (OSTM) / Jason-2 puede determinar la altura de la superficie del mar. Este altímetro de radar emite microondas a dos frecuencias diferentes (13,6 y 5,3 GHz) en la superficie del mar y mide el tiempo que tardan los pulsos en regresar a la nave espacial. ¡La combinación de datos de otros instrumentos que calculan la altitud precisa de la nave espacial y corrigen el efecto del vapor de agua sobre el pulso puede determinar la altura de la superficie del mar en solo unos centímetros!
Los científicos monitorean los cambios en la altura de la superficie del mar en todo el mundo para ayudar a medir la cantidad de calor almacenado en el océano y predecir eventos climáticos y climáticos globales como El niño. Dado que el agua tibia es menos densa que el agua fría, las áreas con una superficie más alta tienden a ser más cálidas que las áreas más bajas. La imagen de la altura de la superficie del mar (página 12) muestra un área de agua tibia en el Océano Pacífico central y oriental que es aproximadamente 10 a 18 centímetros más alta de lo normal. Dichas condiciones pueden significar un fenómeno de El Niño. Crédito: NASA / JPL Ocean Surface Topography Team.
SENSACIÓN REMOTA PASIVA
La detección remota pasiva se refiere a la detección de ondas electromagnéticas que no se originaron desde el satélite o el instrumento en sí. El sensor es simplemente un observador pasivo que recoge la radiación electromagnética. Los instrumentos pasivos de teledetección a bordo de satélites han revolucionado el pronóstico del tiempo al proporcionar una visión global de los patrones climáticos y las temperaturas de la superficie. Un generador de imágenes de microondas a bordo de la Misión de Medición de la Lluvia Tropical (TRMM) de la NASA puede capturar datos desde debajo de las nubes de tormenta para revelar la estructura de lluvia subyacente.
Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center Estudio de visualización científica
PISTAS AL GRAN BANG
En 1965, utilizando microondas largos de banda L, Arno Penzias y Robert Wilson, científicos de Bell Labs, hicieron un descubrimiento increíble por casualidad: detectaron ruido de fondo utilizando una antena especial de bajo ruido. Lo extraño del ruido era que provenía de todas las direcciones y no parecía variar mucho en intensidad. Si esta estática fuera de algo en nuestro planeta, como las transmisiones de radio desde una torre de control del aeropuerto cercano, vendría solo desde una dirección, no en todas partes. Los científicos de Bell Lab pronto se dieron cuenta de que habían descubierto por casualidad la radiación cósmica de fondo de microondas. Esta radiación, que llena todo el universo, es una pista de su comienzo, conocido como el Big Bang.
La imagen a continuación de la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson (WMAP) muestra una imagen detallada del universo infantil en todo el cielo a 380,000 años de edad. Esta luz, emitida hace 13.7 billones de años, es hoy de Kel2.7 Kelvin. Las fluctuaciones de temperatura observadas de +/- 200 microKelvin, que se muestran como diferencias de color en la imagen, son las semillas que crecieron hasta convertirse en cúmulos de galaxias.
Crédito: NASA / WMAP Science Team
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Cita
APA
Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, Dirección de Misión Científica. (2010) Microondas. Consultado [insertar fecha, p. Ej. 10 de agosto de 2016] , del sitio web de Ciencia de la NASA: http://science.nasa.gov/ems/06_microwaves
MLA
Dirección de Misión Científica. “Microondas” Ciencia de la NASA . 2010. Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. [insertar fecha – p. Ej. 10 de agosto de 2016] http://science.nasa.gov/ems/06_microwaves