NISAR: La revolución de doble banda en el monitoreo del movimiento terrestre

Un hito histórico en órbita entre la NASA y la ISRO

En 2012, la NASA y la Organización de Investigación Espacial de la India (ISRO) iniciaron conversaciones sobre un objetivo común: una misión satelital capaz de medir los cambios en la superficie terrestre con una precisión sin precedentes. El proyecto combinaría el radar de banda L de la NASA con el sistema de banda S de la ISRO, creando el primer satélite de radar de apertura sintética (SAR) de doble frecuencia del mundo, capaz de escanear bosques, glaciares, costas, ciudades y llanuras agrícolas con una comprensión más profunda y clara de la geología superficial y subsuperficial, así como de la subsidencia.

Los acuerdos formales llegaron rápidamente. Un Acuerdo de Asistencia Técnica en 2013 sentó las bases y, para el 30 de septiembre de 2014, la misión fue aprobada oficialmente mediante un Acuerdo de Implementación firmado por el administrador de la NASA, Charles Bolden, y el presidente de la ISRO, K. Radhakrishnan. A partir de ahí, NISAR se convirtió en un desafío de ingeniería binacional: el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA desarrollaría el radar de banda L y el sistema de antena desplegable; la ISRO entregaría el radar de banda S y el vehículo de lanzamiento.

Tras más de una década de colaboración, NISAR se lanzó con éxito el 30 de julio de 2025 a bordo de un cohete GSLV-F16 desde el Centro Espacial Satish Dhawan, entrando en una órbita heliosíncrona de 747 km. Actualmente se encuentra en su fase de puesta en servicio de 90 días, preparándose para ofrecer imágenes de radar de acceso abierto cada 12 días sobre casi toda la superficie terrestre del planeta.

La importancia del enfoque de doble banda de NISAR no es solo tecnológica, sino fundamental. Refleja un cambio en la forma en que se conciben las misiones de observación de la Tierra: ya no son solo programas nacionales, sino plataformas internacionales para la ciencia, la seguridad y la resiliencia.

El avance de ingeniería de NISAR

NISAR introduce una serie de avances técnicos que lo posicionan no solo como otra misión de observación de la Tierra, sino como una plataforma transformadora para el monitoreo de la deformación del suelo y la ciencia InSAR. La integración del SAR de doble banda, un novedoso modo de imagen SweepSAR y sistemas mejorados de calibración de datos y órbita lo convierten en la misión SAR más ambiciosa hasta la fecha.

Configuración SAR de doble banda

NISAR es el primer satélite de observación de la Tierra del mundo que transporta dos sistemas de radar en la misma plataforma:

• SAR de banda L de la NASA (1,26 GHz, 24 cm de longitud de onda): Ideal para la penetración profunda en la vegetación y el suelo, adecuado para medir deformaciones sutiles del terreno en grandes regiones rurales o forestales.
• SAR de banda S de la ISRO (3,2 GHz, 12 cm de longitud de onda): Ofrece datos de alta resolución para entornos urbanos y con gran infraestructura.

Ambos sistemas SAR están montados en un bus de satélite I-3K modificado de la ISRO, que soporta un reflector de malla desplegable de 12 metros, uno de los más grandes jamás utilizados para una misión de ciencias de la Tierra, que se extiende desde un brazo de 9 metros desarrollado por el JPL de la NASA.

Esta configuración única permite a NISAR generar conjuntos de datos SAR ricos y complementarios, optimizados para una amplia gama de terrenos y tipos de movimiento.

SweepSAR: Imágenes amplias y precisas, sin concesiones

NISAR también es pionero en el uso de SweepSAR, un modo de imagen SAR de próxima generación. A diferencia de los sistemas SAR convencionales que utilizan posiciones de haz fijas, SweepSAR emplea una alimentación de matriz en fase unidimensional que permanece estacionaria durante la transmisión, pero que barre el reflector durante la recepción.

Esto permite:

• Imágenes de áreas extensas con una franja de hasta 242 km
• Resolución espacial de 3 a 10 metros
• Eliminación de brechas de cobertura mediante tasas de pulso interpoladas

Por lo tanto, NISAR posee la capacidad de obtener imágenes de áreas amplias preservando al mismo tiempo detalles precisos, superando una de las principales limitaciones de los sistemas SAR tradicionales.

Matriz de retrorreflectores láser (LRA) y calibración de órbita

NISAR también transporta una matriz de retrorreflectores láser (LRA): un conjunto de espejos de cubo de esquina diseñados para reflejar los rayos láser directamente hacia su fuente, independientemente del ángulo de incidencia. Las estaciones terrestres del Servicio Internacional de Telemetría Láser (ILRS) pueden apuntar a NISAR con láseres de pulso corto para obtener datos de posición orbital ultraprecisos.

Por qué es importante:
El LRA sirve como un sistema de verificación terrestre independiente para validar y corregir las soluciones orbitales derivadas del GPS a bordo. Esto es fundamental para garantizar la precisión a nivel milimétrico requerida para la interferometría de series temporales y el mapeo de deformaciones.

Parámetros de la misión y generación de datos

NISAR opera en una órbita heliosincrónica de 747 km con un ciclo de repetición de 12 días y horarios de cruce del ecuador al amanecer y al atardecer, lo cual es ideal para obtener condiciones de sombra consistentes y una repetibilidad de imagen óptima.

Está equipado con una grabadora de estado sólido (SSR) de alta capacidad y un sistema de comunicación en banda Ka, lo que le permite:

• Recopilar y transmitir hasta 85 terabytes de datos por día
• Detectar tasas de deformación tan sutiles como 4 mm/año
• Proporcionar acceso a datos abierto y gratuito a través de: el DAAC de la Alaska Satellite Facility de la NASA y el portal Bhoonidhi de la ISRO

La mayoría de los datos estándar estarán disponibles dentro de 1 a 2 días después de su adquisición, con la posibilidad de una entrega más rápida para respuestas de emergencia.

Estrategia de KorrAI para utilizar los datos de NISAR

En KorrAI, la llegada de NISAR supone un paso importante para obtener información coherente y de alta calidad sobre deformaciones en regiones que históricamente han sido difíciles de analizar solo con InSAR. Hemos estado abordando estos retos mediante nuestra metodología de calibración, estaciones GNSS locales, modelos atmosféricos avanzados y la colocación estratégica de reflectores de esquina. Sin embargo, gracias a la política de acceso abierto de NISAR y a la potencia de su capacidad de penetración en banda L, ahora podemos ampliar los límites del monitoreo del movimiento del terreno en áreas con vegetación densa, topografía accidentada o baja coherencia temporal.

Fusión avanzada y calibración de modelos

La plataforma de KorrAI está diseñada para integrar y fusionar datos de observación terrestre de múltiples fuentes. Con NISAR, mejoraremos nuestro procesamiento mediante:

• Correcciones atmosféricas calibradas por GNSS
• Filtrado y detección de características mediante IA
• Validación cruzada entre bandas L y S

Esto permite una detección de deformaciones más resistente, una mejor coherencia temporal en condiciones adversas y una mayor precisión al validar tendencias a lo largo del tiempo.

A medida que NISAR entre en pleno servicio operativo, nuestros sistemas estarán listos para aprovechar sus flujos de datos para nuestras soluciones de monitoreo de movimiento del terreno con grado de cumplimiento normativo en infraestructuras críticas y activos de alto riesgo.

Por qué NISAR marca la diferencia: un nuevo estándar en SAR interferométrico

Aunque muchos satélites SAR existentes sirven para aplicaciones InSAR, la combinación de imágenes de doble banda, gran ancho de barrido y alta resolución de NISAR le otorga una ventaja que ninguna misión de frecuencia única puede igualar. Desde la precisión científica hasta la utilidad en el mundo real, NISAR redefine lo que es posible en el monitoreo del movimiento del terreno basado en satélites.

Ventajas comparativas frente a las misiones SAR actuales

La mayoría de las misiones SAR actuales operan en una sola banda de frecuencia, optimizada para entornos específicos pero limitada en otros:

Por el contrario, NISAR combina las bandas L y S, proporcionando datos complementarios que mejoran la coherencia temporal, la penetración de la señal y el detalle en diferentes tipos de superficie: forestales, urbanas, glaciares, agrícolas o costeras.

Rendimiento en entornos difíciles

Bosques y terrenos con gran biomasa:
Las misiones SAR tradicionales (como Sentinel-1 o TerraSAR-X) suelen experimentar decorrelación temporal en regiones con vegetación. Esto limita su capacidad para rastrear movimientos sutiles a lo largo del tiempo. La señal de banda L de NISAR penetra en el follaje denso e interactúa con los troncos de los árboles y el suelo, manteniendo la coherencia a través de las estaciones y los climas.

Regiones cubiertas de nieve y hielo:
El SAR de banda L también funciona bien sobre nieve seca y hielo, ofreciendo una mayor estabilidad de la señal en comparación con las bandas de mayor frecuencia, que son más sensibles a los cambios superficiales y a la humedad.

Ruido atmosférico y decorrelación de la señal:
La combinación de la alta resolución superficial de la banda S y la resiliencia atmosférica de la banda L permite a los usuarios contrastar resultados y reducir el ruido atmosférico mediante algoritmos de posprocesamiento.

Por qué es importante para los profesionales de InSAR

Las implicaciones para el análisis InSAR son directas:

• Mapas de deformación de series temporales más consistentes en terrenos boscosos o helados
• Mayor confianza en los datos InSAR sin procesar, con menos lagunas o señales falsas
• Con los modelos atmosféricos y la arquitectura de procesamiento adecuados, NISAR resultará ser un apoyo superior para la toma de decisiones en el mantenimiento de infraestructuras, la monitorización de recursos y la respuesta ante riesgos en regiones con geometrías de terreno, vegetación y capas de nieve difíciles.

Nuevas posibilidades para la monitorización del movimiento del suelo con NISAR

Monitorización del movimiento bajo la superficie: biomasa y desplazamientos del suelo

Debido a que el SAR de banda L interactúa con las capas subsuperficiales poco profundas, NISAR puede respaldar estudios avanzados sobre:

• Cambios en la humedad del suelo y procesos de hinchamiento/retracción
• Subsidencia a nivel de la zona radicular en terrenos agrícolas
• Monitorización del permafrost y del movimiento glaciar

Un ejemplo de ello: nuestro trabajo anterior en Monitorización de infraestructuras públicas en regiones de permafrost del norte de Canadá podría beneficiarse de los datos de doble banda de NISAR.

Combinado con datos auxiliares de verificación en terreno, esto abre nuevas vías para modelado ambiental 3D y análisis predictivo.

Imágenes de polarización cuádruple para una caracterización más rica de la superficie

El sistema de banda L de NISAR es totalmente polarimétrico (polarización cuádruple), capaz de transmitir y recibir polarizaciones tanto horizontales como verticales. Esto genera cuatro canales de señal independientes:

Lo que permite: Mientras que el SAR de polarización simple o dual ofrece información limitada, los datos de polarización cuádruple proporcionan una caracterización mucho más rica y detallada de la superficie terrestre. Al analizar cómo cambia la polarización de la señal tras la reflexión, los científicos pueden deducir información detallada sobre la estructura, la orientación y las propiedades físicas de los objetos en el terreno.

El almacenamiento masivo a bordo minimiza las brechas de datos

Gracias a su grabadora de estado sólido (SSR) de alta capacidad y a su sistema de transmisión en banda Ka, NISAR puede recopilar y enviar a tierra 85 TB de datos al día, más que cualquier satélite de observación de la Tierra anterior.

Lo que permite: La promesa de una visión coherente, sin interrupciones y frecuentemente actualizada de los cambios de la Tierra, con mayor resolución y un campo de visión más amplio. Esto también permite a NISAR realizar un seguimiento de:

• Riesgos de aparición lenta como la subsidencia, la compactación de embalses y la inestabilidad de taludes
• Dinámicas posteriores a eventos tras terremotos, actividad volcánica o fallos en infraestructuras

NISAR de un vistazo: especificaciones clave

Observaciones finales

NISAR representa un avance fundamental en la observación de la Tierra por satélite, al ofrecer una combinación poco común de SAR de doble frecuencia, cobertura de área amplia y datos de acceso abierto.

Su diseño técnico aborda algunas de las limitaciones más persistentes en el monitoreo del movimiento del suelo basado en InSAR, desde la pérdida de coherencia en regiones boscosas hasta el equilibrio entre resolución y cobertura. Para los profesionales que trabajan en riesgos geotécnicos, resiliencia de infraestructuras y monitoreo ambiental, NISAR introduce un nuevo nivel de fiabilidad y accesibilidad.

A medida que esta misión entra en pleno servicio operativo, establece un nuevo estándar sobre cómo se puede observar, comprender y actuar ante la deformación del suelo, tanto a escala local como continental.