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0.1. CONCEPTO DE TELEDETECCIN (REMOTE SENSING) 1

Objetivos del aprendizaje

1. Identificar las bases cientficas y tecnolgicas de la Teledeteccin.

2. Conocer laevolucin a lolargodeltiempo de los avancescientfico/tecnolgicosque conforman la teledeteccin.

3. Conocer y ubicar los grandes hitos de la teledeteccin.

0.1. Concepto de Teledeteccin (remote sensing)

La teledeteccin no es una ciencia que podramos denominar pura. Es un compen-dio de ciencias y tecnologas que se han desarrollado a lo largo de los dos ltimossiglos y que han dado lugar a una materia multidisciplinar basada en el conocimientode la Fsica, las Matemticas y que se ha desarrollado, principalmente, gracias a losavances tecnolgicos en telecomunicacin y computacin. Slo la perfecta conjuncinde todos ellos dan lugar a la Teledeteccin. sta se podra definir como la ciencia y/oel arte de adquirir informacin sin contacto directo entre el captador y el objetivo.Esta actividad es realmente costosa y generadora de un gran movimiento econmico,aproximadamente un trilln de euros gastados desde el ao 1950.

La teledeteccin se basa, por tanto, en tres hechos bien diferenciados: la captura delos datos, la transmisin de stos y, finalmente, el anlisis de los mismos. Como vemoshechos muy diferenciados tanto en el aspecto cientfico como en el aspecto tecnolgico.Sin embargo, siempre el hecho de volar y ser capaces de observar una perspectivadiferente a la que se observa desde tierra es un hecho que ha cautivado al hombre.Es esa capacidad de aumentar de forma muy notable la capacidad de observacin y

de globalizar conocimientos muy localizados lo que le da al hombre una visin muydiferente de la capacidad que le rodea. Es, en suma, salirse de su tercera dimensinpequea para observar el universo que le rodea en tres dimensiones.

El trmino teledeteccin no existe en ingls, en su lugar se utiliza el trmino re-mote sensing, que es un trmino acuado desde mediados de los aos 1950 porla gegrafa/oceangrafa Evelyn Pruitt (San Francisco, 1918-2000. Vase el ficherorecursos/EvelynPruitt.pdf ) durante el tiempo que trabaj para el ONR (USA Of-fice Naval Research). Parece ser que el trmino apareci, por primera vez, en un cursoFotogeologa en la reunin Anual de la Sociedad Americana de Geologa en 1958. Taly como el propio trmino indica, remote sensing implica que el sensor encargado detomar los datos est a una distancia considerable del objetivo a observar, en contrastecon el concepto de proximate sensing o in situ sensing que puede aplicarse en al-gunos estudios de medicina, por ejemplo (resonancia magntica, tomografa compute-

rizada, PET o SPECT). El trmino comenz a utilizarse por Pruitt para caracterizar lasprimeras vistas espaciales de la Tierra obtenidas mediante los primeros satlites meteo-rolgicos que eran, evidentemente, ms remotas que las que se obtenan hasta dichafecha por los aviones meteorolgicos. Actualmente los trminos teledeteccin o remo-te sensing estn absolutamente establecidos e indican la adquisicin de informacin adistancia. Como se ver en los captulos sucesivos y tal como se coment al comienzo,
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Figura 1: Evelyn Pruitt (San Francisco, 1918-2000)

la teledeteccin es una ciencia multidisciplinar y su avance ha dependido, y depende-r, de tres facetas diferentes: los sensores que nos permiten captar la informacin quequeremos adquirir, los dispositivos utilizados para el envo de dicha informacin y, porltimo, la forma en que se analizarn dichos datos. Parte de estos caminos se basan enla mejora del conocimiento cientfico y parte se basa en el desarrollo tecnolgico.

El primer hecho donde se pone de manifiesto como el hombre se eleva del sue-lo para ver desde otro ngulo la realidad que le rodea podemos verlo reflejado enel cuadroLEntrepremant en la Batalla de Fleurus ganada por el Ejrcito Francs alaustraco el 26 de Junio de 1794 (National Air and Space Museum, Smithsonian Insti-tution, Washington No. 76-1196) donde tenemos la primera referencia grfica del usode un globo aerosttico (el primer globo se denomin LEntrepremant y fue construidopor los fsicos franceses Joseph Michel Montgolfier, 1740-1810 y su hermano Jacquestienne Montgolfier, 1745-99) para la observacin de los movimientos del enemigo, elejrcito austraco (vase Figura2).1

Los globos estaban llenos de hidrgeno y eran difciles de manejar. El contacto conlas tropas enemigas se haca de forma visual y la comunicacin con tierra era medianteseales hechas con banderas y mensajes escritos que dejaba caer junto con un saquitode tierra desde la barquilla uno de los tripulantes. Haba comenzado una nueva era parala humanidad, el hombre poda volar y lo utilizaba, en primer lugar, para ganar batallas(se pens, incluso, en aquella poca en la formacin de un batalln de globos capacesde cruzar el Canal de la Mancha para invadir Inglaterra). Napolen construy otros

globos pero desestim la idea de utilizarlos para observacin en el campo de batalla,hacindose un vaco entre el final de los aos 90 en el siglo XVIII y mediados del sigloXIX.

1Un desarrollo ms extenso del uso de los globos aerostticos en las guerras napolenicas puede consul-tarse en http://www.centennialoffight.gov/essay/Lighter_than_air/Napoleons_wars/LTA3.htm.
http://www.centennialoffight.gov/essay/Lighter_than_air/Napoleon's_wars/LTA3.htmhttp://www.centennialoffight.gov/essay/Lighter_than_air/Napoleon's_wars/LTA3.htmhttp://www.centennialoffight.gov/essay/Lighter_than_air/Napoleon's_wars/LTA3.htm


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0.2. EVOLUCIN DE LA TELEDETECCIN: PRIMEROS PASOS 3

Figura 2:LEntrepremant en la Batalla de Fleurus ganada por el Ejrcito Francs alaustraco el 26 de Junio de 1794 (National Air and Space Museum, Smithsonian Insti-tution, Washington No. 76-1196).

0.2. Evolucin de la Teledeteccin: Primeros pasos

Tres son los pilares para la obtencin de informacin a distancia. El primero deellos es la toma de datos. La aparicin de la fotografa divide la historia de la teledetec-cin en un periodo pre- y un periodo post- soporte fsico. La posibilidad de desarrollarsensores capaces de detectar radiacin electromagntica en otras longitudes de ondadistintas del espectro visible abri las puertas a la tecnologa de los sensores multies-pectrales, que combinan imgenes en el espectro visible con las correspondientes aotras frecuencias fuera del rango visible como, por ejemplo, infrarrojo prximo, o le-jano. Esta combinacin no es exclusivamente una superposicin de imgenes sino quese realiza empleando el mximo de informacin posible que se tiene en cada imagen.A este proceso se le denomina fusin de imgenes y ha sido utilizado tanto en el m-bito militar como en el civil (en medicina, se fusionan imgenes mdicas de diferentesespecialidades, resonancia magntica y tomografa axial computerizada, o alguna delas anteriores con imgenes generadas en medicina nuclear como son la tomografa deemisin de positrones, PET o la tomografa computerizada de emisin de fotn ni-co, SPECT). La fusin es un problema muy complejo y ser tratado en detalle msadelante.

Por otra parte, la manera de adquirir la informacin (habitualmente de superficiestridimensionales que se proyectan sobre imgenes bidimensionales con aberraciones

geomtricas grandes) hace imprescindible el postprocesado de los datos recogidos y suposterior ajuste sobre cartografas planas (al igual que se hace en el desplegado de lacartografa cerebral).

A pesar de que la irrupcin del vdeo lleva a una aplicacin diferente de la imagenen teledeteccin, es la tecnologa de la imagen digital la que hace cambiar el desarrollode esta ciencia. Con imgenes analgicas se pueden hacer correcciones de color, etc.


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Figura 3:Ejemplo de fusin de imgenes mdicas. Superposicin de PET y resonanciamagntica

pero con las imgenes digitales y los ordenadores se pueden llevar a cabo multitud deoperaciones que eran imposibles realizar con anterioridad, como por ejemplo, la fusinde imgenes multiespectrales. Otro hito histrico que divide la evolucin en un antesy un despus, un segundo pilar, es el anlisis de datos. Las ventajas de tener imgenesdigitales y ordenadores capaces de manejarlas son muchas; citemos por ejemplo, laindestructibilidad de las imgenes, la facilidad de almacenamiento y la disminucindel volumen fsico de datos, etc. Adems, ha cambiado de forma radical la cienciay la tecnologa en el ltimo cuarto del siglo XX, permitindonos nuevos desarrollos

tecnolgicos, nuevas formas de experimentar, as como multitud de nuevos problemasde uso y mantenimiento. En general podemos decir que el paso de sistemas analgicosa digitales es equivalente al paso de caminar a cuatro patas a caminar erguido en losprimates.

Por ltimo, desde dejar caer desde un globo una piedra con una nota indicando laposicin del enemigo hasta las modernas telecomunicaciones, existe un largo caminotecnolgico que nos determina el tercer pilar de la teledeteccin. Pongamos por caso latransmisin de informacin de cualquier sonda que orbite alrededor de alguno de losplanetas que conforman el sistema solar hasta la Tierra. La intensidad de la seal quenos llega a la Tierra es del orden de lo que se escuchara en Madrid si se encendieseun transistor de radio en Mosc. Es uno de los problemas que se plantea la tecnologaactual para conseguir escucharlas sondas espaciales que se utilizan para la exploracindel espacio.

Posteriormente veremos que los problemas militares entre bloques durante la gue-rra fra dieron lugar a avances no tanto tecnolgicos sino polticos de forma a mejorarlas enseanzas directamente relacionadas con la teledeteccin como eran la fsica, lasmatemticas, la informtica, etc. que facilitaron el desarrollo de una nueva ciencia mul-tidisciplinar como la teledeteccin.

Posiblemente, las imgenes mdicas y la teledeteccin sean los dos procesos multi-


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disciplinares emergentes desde mediados del siglo XX. En ambos casos, la conjuncinde mltiples ciencias y tecnologas permiten una mejora sustancial en la vida del ser

humano.Tras estas leves pinceladas sobre el recorrido de la informacin que se recoge me-

diante teledeteccin, parece claro que para tener un completo y real conocimiento delo que ocurre o existe all donde tele-exploramos necesitamos responder a algunas pre-guntas que nos deben llevar a la solucin final. Algunas de esas preguntas son: ququeremos explorar?, qu rango de frecuencias nos permite observar lo que queremosver?, existe el sensor correspondiente o no?, cmo se va a recoger la informacin?,cmo acoplar esa informacin recogida al terreno observado?, cmo enviar dicha in-formacin?, etc. A estas preguntas esperamos responder a lo largo de las notas que sepresentan a continuacin y cada una de ellas representa un elemento necesario para lacomprensin y utilizacin de la teledeteccin.

0.2.1. Importancia de la Teledeteccin. Ventajas y limitacionesUn estudio de la Comisin Europea de 1998, dentro del programa CEO (Center

for Earth Observation), nos muestra como la teledeteccin, debido a sus caractersticasde permitirnos observar grandes regiones, medir en muchos rangos de longitudes deonda y monitorizar cualquier parte del planeta, est dividida en reas temticas con elsiguiente reparto en tantos por cierto de utilizacin:

rea tanto por ciento

Atmsfera 1Geologa y suelo 2

Urbano y suburbano 3Ambiente 9

Hidrologa y aguas dulces 3Recursos terrestres slidos 9Programacin territorial e infraestructuras 10

Riesgos naturales y calamidades 11Cartografa 13Agricultura 12

Ocanos y costas 22Transporte y navegacin 1

Bosque y vegetacin natural 4

Todas stas son las aplicaciones civiles de la teledeteccin ms usuales, aunquese pueden encontrar aplicaciones inusuales como por ejemplo el uso de sensores deradar para identificar factores de riesgo asociados a la malaria (vase el documento

recursos/malaria.pdf que acompaa a este fichero). Sin duda alguna, existe tam-bin un uso intensivo dentro del rea militar y de la seguridad.

Uno de los factores que hacen de la teledeteccin una de las herramientas mseficaces para el estudio de sistemas que evolucionan en el tiempo es la posibilidadde realizar estudios lineales, es decir, hacer medidas de diferentes variables fsicas degrandes superficies, como la del rtico, por ejemplo, a lo largo de varios aos. De este
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modo, se puede comparar de forma sencilla la evolucin de las mismas sin interaccio-nar con ellas, as como realizar estudios estadsticos de las variables recogidas (ya que

se est almacenando una gran cantidad de datos en forma digital), y llegar a ello sin ne-cesidad de disponer de una cartografadetallada de las zonas que se pretenden estudiar,as como observando magnitudes que el ojo no puede ver. Por lo tanto, las ventajas dela teledeteccin podran resumirse como:

Realizacin de toma de datos no invasiva

Estudio de grandes reas

Acceso a zonas inaccesibles o sin cartografa

Almacenamiento digital y su posible manipulacin y procesado

Estudios estadsticos

Multiplicidad de informacin en una sola imagen

Posibilidad de realizar fcilmente seguimientos lineales de las variables

Por el contrario, la teledeteccin tambin presenta algunos problemas y limitacionesque emanan de la propia estructura en la recogida de los datos. Por ejemplo, la decisindel sensor a utilizar depende de la variable fsica que se quiera medir, lo que obliga auna planificacin a priori muy importante de lo que se desea medir y como se va amedir ya que, usualmente, estos sensores se fabricanad hocy no hay posibilidad de,por ejemplo, hacer regresar el satlite a la Tierra para modificar o cambiar el sensorcorrespondiente (como se ver ms adelante, tambin es necesario saber la respuestaen frecuencia de los objetos que queremos identificar y medir). Como consecuencia

de este hecho, muy a menudo se carece de sensores adecuados, lo que hace que setengan que desarrollar especficamente para cada proyecto. Por ltimo, es difcil haceruna calibracin de los sensores por lo que se suele trabajar con valores relativos desuperficies, poblaciones, etc. en lugar de trabajar con valores absolutos. En conclusin,podemos listar algunas de las limitaciones e inconvenientes de la teledeteccin como:

Conocimiento a priori de las respuestas en frecuencia de los objetos a estudiar

Falta de sensores/dispositivos adecuados para hacer las medidas

Instrumentacin no calibrada. Trabajo con valores relativos en lugar de absolutos

Necesidad de realizar una elevada carga de clculo para una representacin vli-da de los datos (correcciones geomtricas, etc.)

0.2.2. Orgenes de la Teledeteccin (Militar y civil)

El origen de la teledeteccin es militar. Desde finales del siglo XVIII se han utiliza-do mtodos de seguimiento de tropas, material, ubicacinde las posiciones del enemigo(o amigos en muchos casos), vas de acceso a las zonas en conflicto, determinacin de


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Figura 4: Primer satlite de la serie Earth Reasources Technology Satellite, 1972, quedara lugar a la serie de los LandSat

zonas vulnerables o de importancia econmica, etc. desde aerostatos2. Tambin se hautilizado, en pocas ms modernas, para la destruccin de objetivos militares a grandistancia. Posiblemente uno de los hechos ms importantes en la era moderna, el 4 demayo de 1982, fue el caso de la destruccin con un misil de un barco de guerra brit-nico, el HMS Sheffield (el buque ms modero de la Marina inglesa en esa poca), porun misil EXOCET disparado desde una distancia de ms de 50 km.

Ha sido tambin de crucial importancia para la prediccin meteorolgica, tanto mi-litar como civil. Es conocido el agradecimiento de Sir W. Churchill a los meteorlogos

britnicos durante la Segunda Guerra Mundial. La teledeteccin ha estado ligada hastacomienzos de los aos 1970 a los proyectos militares. Desde el lanzamiento del primersatlite comercial el 23 de julio de 1972 (primer satlite del proyecto LandSat, aunqueeste primer satlite no se denominara as, se llam ERTS, Earth Reasources Techno-logy Satellite, vase figura4), han corrido parejas las historias civiles y militares, conla salvedad de los distintos valores de resolucin permitidos para los satlites civilessobre determinadas zonas calientes. A pesar de ello, stos ltimos han ayudado enalgunos casos a los primeros, como tras el accidente entre un avin de reconocimientoamericano EP3 y un caza chino que oblig a aterrizar al primero en la isla de Hainanen abril de 2001. La imagen que se muestra en la figura 5 corresponde a la tomadapor el satlite comercial IKONOS-2 de la compaa Space Imaging Corporation, desdeuna altitud de 680 km, con resolucin limitada (estas limitaciones se han dado hasta la

2El primer globo que vol fue construido por los hermanos Montgolfier: Joseph-Michel (1740-1810,Annonay, Francia) y Jacques-tienne ( 1745-1799, Serrires, Francia). Hijos de un fabricante de papel des-cubrieron que las bolsas de papel invertidas sobre el fuego suban hasta el techo. Esto les llev a experimentarcon bolsas ms grandes y materiales ms ligeros. En 1783 hicieron su primera demostracin pblica: hicie-ron subir una bolsa de lino llena de aire caliente. Su vuelo recorri 2 km, dur 10 minutos y alcanz unaaltitud estimada entre 1600 y 2000 metros.

En 1783 se realiz el primer vuelo tripulado por humanos. Volaron durante 25 minutos a una altura deunos 100 metros sobre Pars, recorriendo una distancia de nueve kilmetros.


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Figura 5: Imagen tomada por el satlite comercial IKONOS-2 de la compaa SpaceImaging Corporation, desde una altitud de 680 km, con resolucin limitada, sobre laisla de Hainan, China, en abril de 2001 tras la colisin de un avin de reconocimientode EE.UU. EP-3 y un caza chino.

cada del teln de acero y el gobierno de Gorvachev en la Unin Sovitica).A partir de 1972, existen compaas privadas (sobre todo en EE.UU. y en Canad)

que desarrollan todo tipo de sensores y que alquilan un hueco para sus propios satli-tes en los lanzamientos de los transbordadores espaciales norteamericanos. En Europatambin se desarrollan compaas que se dedican a la teledeteccin basados en los lan-zamientos y puesta en rbita sobre la plataforma Arianne, bsicamente el Reino Unidoy Francia, aunquesu desarrolloes ms lento y atrasado que el estadounidense. Veremosms detalles en el apartado correspondiente a la situacin actual de la teledeteccin.

0.2.3. La captacin de informacin: la fotografa analgica, el avin

y la fotografa area

El primer problema que se plante en el desarrollo de la teledeteccin fue el de lacaptacin de imgenes. No era suficiente con ver lo que ocurra (recordemos que seutilizaban los globos exclusivamente para la observacin del enemigo), era necesarioser capaz de llevar informacin objetiva hasta las planas mayores de los ejrcitos. Estono fue posible hasta bien entrado el siglo XIX con la invencin de la fotografa. sta sedebe a Joseph Nicephore Niepce (1765-1833, Chalon-sur-Sane, Francia) que desarro-ll la tcnica de la heliografa (imgenes positivas directas obtenidas sobre superficiesemulsionadas con betn de Judea3). Su primera impresin podemos observarla en lafigura6,donde se muestra el paisaje que se poda ver desde la ventana de una casa. El

3En una placa de cobre plateada por una cara y cuidadosamente pulida, se extenda con una muequillaun barniz formado por betn de Judea disuelto en aceite esencial de lavanda. Se expone la plancha aspreparada a la luz; la imagen queda invisible (imagen latente). Las partes del barniz afectadas por la luz sevuelven insolubles o solubles proporcionalmente a la exposicin luminosa recibida. Para revelar, la placase baa en un disolvente compuesto de aceite esencial de lavanda y de aceite de petrleo blanco, las partesdel barniz no afectadas por la luz se disuelven. Despus de un lavado en agua templada, se puede apreciarla imagen compuesta por una capa de betn para los claros y las sombras por la superficie de la placaplateada. Para saber ms sobre este tema se recomienda la lectura de las siguientes referencias:La Fotografa.Sus fundamentos cientficos, de H.J. Walls y G.G. Attridge, Ed. Omega, Barcelona, 1981 eHistoria de la

fotografa, de Marie-Loup Sougez, Cuadernos Arte Ctedra, Madrid, 1999


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Figura 6: Primera imagen de Niepce desde una ventana en 1820.

tiempo de exposicin necesario para realizar esta heliografa era extremadamente largolo que la haca inviable para su uso desde aerostatos, pero fue un paso de gigante en eldesarrollo de la teledeteccin. Sin embargo, el problema de la captacin de imgenescorre paralelo a la aeronutica. No se pueden obtener imgenes remotas sin un mtodofotogrfico, pero tampoco se pueden obtener si no se es capaz de elevar el vuelo. Mstarde se discutirn las fases por las que pas la aeronutica.

No es hasta 1840 que se comienzan a utilizar las cmaras fotogrficas desde glo-bos. Esto se debe a las mejoras introducidaspor Louis-Jacques-Mand Daguerre (1878-1851, Cormeilles-en-Parisis, Francia) quien comienza a trabajar en la mejora del proce-

dimiento qumico de Niepce con el empleo del yoduro de plata y el vapor de mercurio,as como con la disolucin del yoduro residual en una solucin caliente a base de salcomn. Daguerre perfeccion su daguerrotipo4, del cual se consegua una imagen apartir de una capa sensible de nitrato de plata, que se extenda en una base caliente desal comn, revelada con vapor de mercurio. La innovacin de Daguerre consisti ensumergir la plancha en la solucin, logrando as que la plata quedara fijada.

Hasta 1840 se utilizan cmaras que generan directamente imgenes positivas. Apartir de 1840 aparece el calotipo5, debido a Henri Fox Talbot (1800-1877, Reino Uni-

4Sobre una placa de cobre plateado, se frota con una mezcla de piedra pmez y de aceite de oliva. Se lavala placa en cido ntrico diluido y se calienta por el lado del cobre. Se repite este ltimo paso y se expone laplaca a los vapores del yodo por la cara plateada. La placa as preparada se expone a la luz en una cmaraoscura (tiempo de exposicin entre 5 y 40 minutos).

Para revelar, se introduce la placa en una caja colocndola en un ngulo de 45 grados. En el interior de lacaja se coloca mercurio calentado por una lmpara. Las partculas de mercurio vaporizado hacen aparecer laimagen sobre la superficie del metal. Cuando la imagen est lista, se fija con sal marina o hiposulfito de sosa.

5Para generar un calotipo se sensibiliza a la luz un papel con nitrato de plata y yoduro de potasio. Antesde ser expuesto a la luz, se vuelve a sensibilizar con una solucin de nitrato de plata y cido glico. Despusde la exposicin, se forma una imagen apenas visible. El negativo, una vez seco, se revela con nitrato de platay cido actico y se fija con hiposulfito sdico. El papel se vuelve translcido con un bao en cera derretida.Con este negativo, se saca el positivo por contacto sobre un papel idntico


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Figura 7: Daguerrotipo, 1830.

Figura 8: Cmara de daguerrotipos de los aos 1830.


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Figura 9: Imagen generada por un calotipo en 1841.

do). El calotipo o negativo sobre papel permita la imagen reproducible ya que se po-dan obtener un nmero elevado de copias de la misma toma fotogrfica. Se desenca-denan una serie de avances, de manera que en 1842, Sir John Herschel (1792-1871,Buckinghamshire, Reino Unido) inventa la impresin al cianotipo, lo que permite im-presiones a bajo coste6. En 1854, James Ambrosio Cutting desarroll los ambrotipos7.Frederick Scott Archer (1813-1857, Stortford, Reino Unido), en 1851 utiliza el colo-din hmedo8. Constituy durante muchos aos un gran adelanto en las tcnicas deimpresin de imagen fotogrfica ya que redujo en 15 veces los tiempos de exposicindados en los daguerrotipos. Esta reduccin de tiempo era muy importante para tomar

fotografas del enemigo con nitidez suficiente, a pesar del movimiento. Por ltimo seutiliz la impresin a la albmina entre 1850 y 19009.

6Las impresiones se realizaban a partir de un negatipo sobre un papel preparado por inmersin y unasolucin de citrato de hierro amoniacal y ferricianuro potsico, secado en cuarto oscuro y expuesto porcontacto con el negativo a la luz del da. Despus se lavaba en agua revelando una imagen de un color azulprusia indisoluble (color del que deriva su nombre).

7Se basan en la propiedad que tienen los negativos cortos de exposicin de aparecer como una imagenpositiva. Utilizando este fenmeno, se coloca un fondo negro en un negativo de cristal, obtenindose unaimagen positiva mucho mas econmica que las obtenidas sobre placa de metal. Tuvo gran aceptacin enEstados Unidos.

8El colodin es un explosivo conocido como algodn plvora o piroxilina. Archer us el colodin enfotografa mezclndolo con yoduro de plata. La placa deba de exponerse con la emulsin hmeda, lo queimplicaba que las operaciones se realizasen con rapidez. El operador enfocaba la cmara previamente y luegopasaba al laboratorio y con escasa luz recubra una placa de cristal con colodin yodurado. Se hunda la placaen un bao de nitrato de plata. Esto se haca con suma rapidez y despus se expona la placa con unos tiemposque oscilaban entre dos y veinte segundos. La placa se revelaba y se fijaba, barnizndola despus.

9Se trata de un papel al que se le ha extendido una capa de clara de huevo y sensibilizado con una solucinde nitrato de plata. Estas imgenes eran frecuentemente reveladas con cloruro de oro que le proporcionabauna tonalidad sepia prpura y un acabado con gran calidad. El proceso negativo comnmente usado era elcolodin seco, que se preparaba dando a mano sobre una placa de cristal una solucin viscosa de colodiny sales de potasio que despus se sumergan en un bao de nitrato de plata. El negativo al colodin y laimpresin por albmina proporcionaban a las copias una alta definicin y gran transparencia en la imagen.


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Figura 10: Imgenes de la guerra de secesin americana donde se pone de manifiestoel uso de globos desde los que se fotografiaban los movimientos de tropas y posicionesenemigas. El ms famoso de todos los globos se llam Intrpido y fue construido porThaddeus Sobieski Constantine Lowe (1831-1913, Jefferson Mills, EE.UU).

La fotografa se utiliz de forma profusa a partir de la guerra civil estadounidenseentre los aos 1861 y 1865, como lo demuestran algunas fotos de la poca que semuestran en la figura10.

A finales del siglo XIX slo haba una forma de elevarse y volar, y as tomar foto-grafas, era el uso de los globos (primero de aire caliente y luego de hidrgeno), peroestos ingenios eran vulnerables al fuego enemigo. Algunos animales son capaces de vo-

lar, y unos pocos pueden ser domesticados y ser utilizados, de hecho ya lo eran desdehaca centenares de aos. Las palomas, usadas para llevar mensajes fueron amaestradaspara llevar en su pecho una cmara fotogrfica moderna, al estilo de las desarrolladasen EE.UU. por George Eastman10 (1854-1932, Waterville, EE.UU) en 1888 con carre-tes de papel que sustituyeran a las placas de cristal. As, las palomas podan llevar unade estas cmaras sobre su pecho y tomar instantneas como las que se ven en la figura12con un disparador retardado.

A comienzos de siglo aparece el primer aparato volador tripulado 11. Este primervuelo con xito fue precedido de siglos de sueos, estudio, especulacin y experimen-tacin. En el siglo XIII el monje ingls Roger Bacon (1214-1294, Ilchester, Inglaterra)predijo que el aire podra soportar un ingenio de la misma manera que el agua soportaun barco. A comienzos del siglo XVI Leonardo da Vinci (1452-1519, Anchiano, Italia)

10George Eastman fue el creador de Kodak e inventor de las cmaras para fotografa instantnea aprecios reducidos para el gran pblico. Ntese que cada vez que un invento se populariza y se vulgariza haceque la tecnologa avance de forma vertiginosa en ese campo debido a la fuerte demanda y a la dedicacin dems esfuerzos humanos para dar satisfaccin a un mercado potencial creciente. Esto mismo ocurri con lossistemas de adquisicin de imgenes como el vdeo, los ordenadores, las cmaras fotogrficas digitales, etc.pilares de la teledeteccin.

11Un completo desarrollo de la historia de la aviacin puede encontrarse en la pginahttp://aero.upm.es/es/alumnos/historia_aviacion/contenidos.html
http://aero.upm.es/es/alumnos/historia_aviacion/contenidos.htmlhttp://aero.upm.es/es/alumnos/historia_aviacion/contenidos.html


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Figura 11: Palomas pertenecientes a la unidad de palomas fotgrafas (Cuerpo dePalomas de Baviera) llevando la cmara de fotografa inventada por Julius Neubronneren 1903.

Figura 12: Fotografa area tomada por una de las palomas pertenecientes al Cuerpo de

Palomas de Baviera del castillo de Krnberg, Alemania en 1908. Ntese el detalle delas manchas laterales que corresponden a las ala de la paloma fotgrafa.


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Figura 13: Fotografa del avin Flyer de los hermanos Wright junto a modernos cazasde combate.

analiz el vuelo de los pjaros y anticip varios diseos que despus resultaron reali-zables. Entre sus importantes contribuciones al desarrollo de la aviacin se encuentrael tornillo areo o hlice.

El da 17 de diciembre de 1903, cerca de la ciudad de Kitty Hawk (Carolina delNorte), los hermanos Wilbur Wright (1867-1912, Millville, EE.UU.) y Orville Wright(1871-1948, Dayton, EE.UU.) realizaron el primer vuelo pilotado de una aeronave mspesada que el aire propulsada por motor de explosin. El avin, llamado Flyer, fuediseado, construido y volado por ambos hermanos, quienes realizaron dos vuelos cadauno. El ms largo fue el de Wilbur con 260 metros recorridos en 59 segundos. Al aosiguiente continuaron mejorando el diseo del avin y su experiencia como pilotosa lo largo de 105 vuelos, algunos de ms de 5 minutos. En 1905 llegaron a recorrer38,9 kilmetros en 38 minutos y 3 segundos. Todos los vuelos se realizaron en campoabierto, regresando casi siempre cerca del punto de despegue.

Realizaron mejoras sustanciales en tiempo de vuelo y distancia recorrida desde1905 hasta 1909. En julio de 1909 Wilbur y Orville (tras la recuperacin de ste ltimode un accidente areo donde falleci su copiloto) reanudaron las demostraciones. Unade ellas fue para el Cuerpo de Seales del ejrcito de los EE.UU., cumplindose todoslos requisitos exigidos por el ejrcito a finales de mes. El aeroplano fue comprado dasms tarde y se convirti en el primer avin militar operativo de la historia. Permanecien servicio activo durante dos aos.

En 1908, Wilbur Wright, pilotando el aeroplano, llev como copiloto a L. P. Bon-

villain . ste realiz la primera fotografa area que se puede denominar como primeraimagen de teledeteccin desde un avin sobre los cielos de Francia12.Un rpido desarrollo tecnolgico en distancia, altura y maniobrabilidad modific

12El honor de la primera fotografa tomada desde el aire corresponde a Gasparchard Tournachon quefotografi Bievre (en las afueras de Pars, Francia) desde un globo en 1858. Posteriormente, en 1860, JamesBlack fotografi el puerto de Boston (EE.UU.) desde un globo cautivo.


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Figura 14: Wilbur Wright y L. P. Bonvillain antes de realizar la primera fotografadesde un aeroplano.

Figura 15: Fotografa area tomada por Wilbur Wright y L. P. Bonvillain.


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los usos de los aeroplanos. Llegando su punto culminante a finales de la primera GuerraMundial. Durante sta, se usaron como armas tanto los aeroplanos como las aeronaves

ms ligeras que el aire. Las urgentes necesidades de la guerra estimularon a los dise-adores para construir modelos especiales para reconocimiento, ataque y bombardeo.Como siempre, a consecuencia de la presin de la guerra fueron entrenados ms pilotosy construidos ms aviones en los 4 aos de conflicto que en los 13 aos transcurridosdesde el primer vuelo.

Al finalizar la guerra, aparecieron las aplicaciones civiles de los aeroplanos utiliza-dos por los pilotos entrenados. Gran parte de los excedentes aviones militares, vendidosdespus de la guerra, fueronadquiridos por estos aviadores formados y entrenados, dis-puestos a realizar con ellos cualquier actividad que les produjera ingresos econmicos:transporte de pasajeros, fotografa area, propaganda etc.

0.2.4. La transmisin de la informacin: Transmisin por cable y

el telgrafo sin hilos

Hasta 1833, la transmisin de informacin se haca llevando el mensaje del pun-to de emisin al punto de recepcin bien llevndolo en mano, a pie, a caballo, etc.,bien mediante seales con banderas, humo, o mediante el telgrafo ptico o visual. Eracomunicacin pero no telecomunicacin. Sin embargo, en el ao 1833, en la ciudadde Gotinga, los cientficos Wilhelm Weber (1804-1891, Sajonia-Anhalt, Prusia) y CarlFriedrich Gauss (1777-1855, Brunswick, Prusia), instalaron la primera lnea telegrficaelectromagntica, que uni el laboratorio de Fsica de la Universidad y el Observato-rio Astronmico de dicha ciudad. Era la primera vez que se lograba una aplicacinprctica a una nueva forma de energa: la electricidad. Durante largos aos el telgra-fo fue su nica aplicacin tecnolgica: hasta 1869 no aparece la dinamo de Gramme

(Znobe-Thophile Gramme, 1826-1901, Jehay-Bodegne, Blgica), capaz de alimen-tar una fuente luminosa, y slo entre 1876 y 1878 aparecieron el telfono, la lamparaelctrica de Thomas A. Edison (1847-1931, Ohio, EE.UU.) y el fongrafo. En 1881 laExposicin Universal de Pars festejar la nueva era de la electricidad. Una nueva po-ca naca con el telgrafo elctrico. Esta primera aplicacin marca la separacin entre elperodo anterior, que comenz en el siglo XVIII, caracterizado por la construccin deprototipos telegrficos, y la nueva etapa de sistemas capaces en la prctica de transmitirmensajes a travs de los hilos telegrficos .

Tras la aparicin del telgrafo terrestre quedaba el problema de llevar la informa-cin de un continente a otro, es decir, de cmo comunicarse cuando exista un mediohostil como es el agua. Se haca necesario encontrar sistemas aislantes que permitie-sen la comunicacin a travs de hilos conductores sumergidos en el mar. La solucinal problema se produjo indirectamente al intentar Siemens solucionar el aislamiento

de un cable subterrneo entre las ciudades de Berln y Coblenza. Para tal fin se cons-truy una mquina capaz de fabricar un cable telegrfico recubierto de una sustancia,la gutapercha, que haba sido introducida en Europa en 1843 por el ingls WilliamMontgomerie (1813-1867, Escocia?). Desde entonces todos los proyectos de cablessubmarinos, comenzando por la lnea que uni a Francia e Inglaterra a travs del canalde la Mancha, se realizaron utilizando la gutapercha como aislante.


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Figura 16: Telgrafo de finales del siglo XIX.

Tras un primer ensayo fracasado (en el mes de septiembre de 1850) entraba enfuncionamiento en 1851 el cable telegrfico submarino tendido entre Dover y Calais.Este primer intento fue realizado por una compaa privada: la Submarine TelegraphCompany. El xito de la telegrafa submarina iba a poner de manifiesto una serie deconstantes repetidas a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX. Por una parte seconfirmaba la capacidad tecnolgica del momento para hacer frente con rapidez a lasdificultades que, con el aumento de las distancias, iran apareciendo. Por otra parte, elinters en la instalacin de dichos cables sera compartido por las compaas privadasy por los estados.

Con el tendido del primer cable transatlntico, que a su vez fue la primera lnea degran longitud, se pusieron de manifiesto problemas elctricos que provocaban un debi-

litamiento progresivo de las seales. Un intento de recuperar las seales incrementandola tensin elctrica provoc la ruptura del cable a las pocas semanas de haber iniciadosu funcionamiento. Se observ entonces que tanto la seccin del conductor como la di-ferencia de potencialentre ste y la tierra estaban limitadas por la capacidad que tuvierala cubierta para soportarlas. Por lo tanto la intensidad de la corriente deba de ser for-zosamente pequea, por lo que los aparatos receptores que utilizaban intensidades msaltas no captaban las seales. Para solucionar esta dificultad, el fsico britnico WilliamThomson (1824-1907, Belfast, Irlanda), ms conocido como Lord Kelvin, invent unaparato receptor, consistente en un galvanmetro de espejo, que registraba pticamentelas seales recibidas. A fin de superar las dificultades que entraaba la captacin visualde las seales, el mismo Kelvin ide un nuevo receptor llamado siphon-recorder, quepermita la impresin grfica de las seales. Aparece aqu uno de los problemas quees inherente a la teledeteccin: el de la debilidad de las seales que se reciben. Comovimos en la somera introduccin del tema, las seales que se reciben en las antenas quesiguen a los satlites artificiales, o a las sondas espaciales, son extremadamente bajasen intensidad. Lo mismo ocurra con las seales telegrficas. Un problema permanentees la amplificacin de seales manteniendo una relacin seal ruido aceptable13.

13La relacin seal ruido crece de manera muy considerable cuando se amplifica una seal, lo que hace


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Figura 17: Imagen enviada por cable y luego no retocada, transmitida en 1929 desdeLondres a Nueva York con un dispositivo de 15 tonos.

Si el telgrafo elctrico, desde sus orgenes, estuvo llamado a convertirse en unservicio pblico. Su empleo fue muy variado. Partiendo de su utilizacin oficial, el te-lgrafo elctrico inaugura un contexto de uso en el que se entremezcla la poltica, laeconoma, el periodismo y el mbito de lo privado. Esta democratizacin en su utiliza-cin conlleva, una vez ms, avances rpidos en la tecnologa de la telecomunicacin.Ntese que las seales se codifican, se cifran, para su transmisin. Estamos a un paso deser capaces de cifrar imgenes; es decir, digitalizar14 las imgenes para su transmisin.

En 1922 se transmiten imgenes digitalizadas de un lado al otro del Atlntico me-

diantecable submarino, entre Londres y Nueva York y se reproducen con un dispositivocapaz de diferenciar 15 tonos o niveles de gris.Exista un camino diferente a la telegrafa convencional, era la telegrafa sin hilos.

Los orgenes de la radiotelegrafa se sitan en el desarrollo de la teora electromag-ntica por parte de James Clerk Maxwell (1831-1879, Edimburgo, Escocia). Segn lateora de Maxwell la radiacin electromagntica deba comportarse como la luz (vasecaptulo 2)15. En 1888Heinrich Hertz (1857-1894, Hamburgo, Prusia) demostr prcti-camente la existencia y las caractersticas de las ondas electromagnticas descritas porMaxwell. La importancia de los trabajos de Hertz reside en el hecho de que fue capazde enviar desde un oscilador una onda electromagntica a una considerable distancia a

complicada la manipulacin de bajas seales.14Cifrar o codificar un texto o una imagen no es ms que asignar un valor diferente para cada caracterstica

diferente del texto o la imagen, para lo que habr que dividir la palabra en letras (algo natural) y cifrar cadapalabra como se hace en cdigo Morse, como se hace en Braille, o como se hace actualmente con los cdigosASCII; con las imgenes es algo ms complicado al necesitar dividir la imagen en pequeos elementos. Alelemento bsico de una imagen se le denomina pixel (del ingls picture element) y se le asigna un valor. Bienun tono de gris, un nico valor, o un triplete de valores correspondientes a los colores rojo, verde y azul enrepresentacin RGB del ingls Red Green Blue (aunque tambin existen otras representaciones que severn ms adelante).

15Maxwell public en 1873 su obra fundamental Teatrise on Electricity and Magnetism.


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0.3. EVOLUCIN DE LA TELEDETECCIN: MS ALTO QUE UN AVIN 19

la que fue recogida por un alambre receptor (una antena). En su honor, a esta radiacinelectromagntica se la llam ondas hertzianas, y sera la base de la telegrafa sin hilos.

En 1890 Edouard Branly (1844-1940, Amiens, Francia) desarroll un modelo dereceptor llamado cohesor. Para captar la emisin de los mensajes radiotelegrficos eraimprescindible algn instrumento capaz de registrar las ondas electromagnticas. En1896, Alexandre Popov (1859-1906, Krasnotourinsk , Rusia) como subproducto de susinvestigaciones sobre las descargas elctricas de las tormentas, invent el pararrayos en1896. Sin querer, tambin acababa de inventar la antena.

Guglielmo Marconi (1874-1937, Bolonia, Italia) sintetiz todos los trabajos exis-tentes hasta 1897 desarrollando un sistema capaz de transmitir y recibir seales elec-tromagnticas, mediante la combinacin de un receptor, basado en la antena de Popovy el cohesor de Branly, con un emisor que transmita las seales por medio de un con-densador de descargas. Marconi codific las seales en alfabeto morse. En ese mismoao, resolvi el problema de la sintonizacin de las frecuencias de emisor y receptor.

Haba creado la telegrafa sin hilos.En 1898 realiz la primera comunicacin radiotelegrfica a travs del Canal de la

Mancha, entre Dovers (Inglaterra) y Wimereux (Francia) y el 12 de diciembre de 1901,Marconi, desde Cornwall (Gran Bretaa) envi la primera seal radioelctrica que serecibi ms all del Atlntico, en Terranova. Despus vendran avances tecnolgicoscomo la lmpara de vaco, los amplificadores de seal y, ms tarde, los tubos de vacoque reemplazaron al cohesor de Branly. Comenzaba la era de la electrnica.

0.3. Evolucin de la Teledeteccin: Ms alto que un avin

Se conoce que los cohetes fueron inventados por los chinos, como consecuencia desu invencin de la plvora hace ms de 1000 aos. Se utilizaban en los actos festivos,eran los fuegos artificiales. Pero se utilizaron, adems, como arma de destruccin adistancia ya que podan incendiar ciudades enemigas si eran bien dirigidos. As fueronempleados, siglos ms tarde, por el pueblo hind frente a los britnicos. De hecho,William Congreve (1772-1828, Londres, Inglaterra), oficial britnico, desarroll uncohete militar a finales del siglo XVIII, impulsando su uso en las guerras napolenicasde comienzos del siglo XIX16. El blanco de esos cohetes era muy inexacto, y su uso seredujo al mejorar la puntera de la artillera.

A finales de los aos 1910 y comienzos de los aos veinte ya se volaba a alturasrazonablemente altas, se dispona de mtodos de adquisicin de imgenes y se podantransmitir a distancias razonables, pero la altura estaba limitada a varios miles de me-

tros. Era necesario incrementar la altura de los vuelos para observar la Tierra desde unplano diferente, haca falta volar ms alto que un avin.

16En el himno de los EE.UU. aparece una referencia a El rojo resplandor de los cohetes . Se refiere a lautilizacin de cohetes Congreve en 1814 en un fallido ataque britnico sobre Fort McHenry, en las afuerasde Baltimore.


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0.3.1. Subimos ms alto: cohetes que vuelan

Es conocido, en Fsica, que cualquier objeto carece de la posibilidad de mover sucentro de masas si las fuerzas involucradas son exclusivamente fuerzas internas. Porejemplo, un astronauta flotando en el traje espacial no puede cambiar su posicin sininvolucrar a algo ms, como apoyarse en la pared de su nave. El centro de gravedades un punto fijo que no puede ser movido sin ayuda exterior. El hecho de arrojar unaherramienta en una direccin, hara que el astronauta pudiese moverse en la direccinopuesta, aunque el centro de gravedad comn de los dos permanecer siendo el mismo.Con una botella de un gas comprimido se consigue el mismo resultado al expulsarun chorro de gas17. Un cohete hace lo mismo, excepto que se sustituye el gas fropor un chorro de gas caliente, mucho ms rpido, producido en la combustin de uncombustible lquido.

A comienzos del siglo XX se dispona de la teora para intuir como seran esosartilugios que alcanzaran altas velocidades y la posibilidad de subir ms alto. Un fsico

y soador llamado Robert Hutchins Goddard18 (1882-1945, Worcester, EE.UU.) lleva cabo la construccin de un motor que permita la combustin en el interior de unatobera de manera que los gases eran expulsados por la parte inferior de la misma a altavelocidad. De hecho, Goddard patent dicho prototipo en Julio de 1914. Desarrolltambin lo que l denomin pluralidad,o cohetes multietapas y otras patentes quecubran la tobera de expansin y el combustible lquido.

Cuando Goddard puso manos a la obra y midi el rendimiento de su prototipo que-d decepcionado. Un cohete es un dispositivo capaz de transformar energa calorfica,obtenida de la combustin del combustible lquido, en energa mecnica. Las medidasque realiz le llevaron a la conclusin de que solamente el 2% de la energa disponiblecontribua a la velocidad del chorro.

El problema del rendimiento del prototipo de Goddard fue resuelto por Gustav DeLaval (1845-1913, Dalarnas, Suecia). Estudiando la mejora de la eficiencia de una m-quina de vapor, De Laval dise una turbina cuya rueda giraba mediante chorros devapor19. La turbina De Laval tena que girar a una velocidad muy elevada. Esa erala solucin que necesitaba Goddard, para llegar a eficiencias de hasta un 63 %. stecomunic sus resultados a la Smithsonian Institution en Washington y fue subvencio-nado por el Instituto en Enero de 1917. Cuando EE.UU. entr en la primera GuerraMundial, Goddard pas a trabajar para el gobierno en cohetes militares, aunque susdiseos no fueron utilizados hasta veinte aos ms tarde; esto se debi a la creacin de

17Un ejemplo tpico corresponde al movimiento de los calamares.18A Goddard se le denomina el soador del cerezo. Subido a uno de ellos cuando tena 17 aos, comenz

a pensar y a soar para, posteriormente escribir,Era uno de esas bellas tardes tranquilas y coloridas que tenemos en Octubre en Nueva Inglaterra, y

cuando mir hacia los campos del este, imagin lo bello que sera hacer un aparato que tuviera la posibilidadde elevarse hacia Marte, y como se vera a pequea escala, si se enviara desde el prado a mis pies .

Ms tarde escribi:Era un chico diferente cuando descend del rbol, por que la existencia al fin pareca tener una finalidad.19La energa calorfica del vapor de alta presin procedente de una caldera se converta en energa cintica.

Era la tobera desde la que el chorro soplaba sobre la rueda. De Laval encontr que la conversin ms eficienteocurra cuando la tobera primero se estrechaba, aumentando la velocidad del chorro hasta la velocidad delsonido, y luego se ensanchaba de nuevo. Este ensanchamiento causaba un mayor aumento de velocidad delchorro y produca una conversin ms eficiente de la energa calorfica en energa mecnica.


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Figura 18: Fotografa de Goddard y un cohete de su construccin en 1926.

un arma muy efectiva contra los carros de combate, los lanzagranadas (bazooka).El combustible utilizado por Goddard era gasolina que se haca reaccionar con

oxgeno lquido. Para un buen funcionamiento del cohete haca falta una buena alimen-tacin de combustible y de oxgeno. Ambos fluidos tenan que bombearse de formaestable, y uno de ellos, el oxgeno lquido, era extremadamente fro. La combustina alta temperatura del oxgeno puro requiere materiales resistentes al calor y para su-perar eso, Goddard desarroll la tcnica de hacer que el oxgeno enfre la cmara decombustin en su paso desde el tanque de combustible20.

En Marzo de 1926, Goddard prob el vuelo de su primer cohete de combustible

lquido. Pens que obtendra un vuelo estable montando el cohete por delante del tan-que de combustible, con el tanque protegido de la llama por un cono metlico y con laslneas para el combustible y el oxgeno traccionndolo por detrs: el diseo funcion,pero no tuvo la estabilidad esperada. Fue otro problema nuevo que encontr Goddard:la orientacin y el control del cohete en vuelo. Se elev hasta una altura de unos 12metros, se nivel y cay al suelo, todo ello en 2.5 segundos . El cohete volaba peroestaba lejos de ser un diseo prctico.

Goddard continu trabajando en Roswell, Nuevo Mjico desde 1926 hasta 1941.Construy otros cohetes que sobrepasaron la velocidad del sonido y se elevaron hastams de 3000 metros . Sin embargo, mantuvo contacto con ingenieros alemanes an-tes del comienzo de la segunda Guerra Mundial, respondiendo a preguntas que dichosingenieros le realizaban. Tras el comienzo de sta, avis de los contactos que haba te-nido con los cientficos del Tercer Reich al ejercito de los EE.UU., mostrando algunas

de las pelculas donde aparecan sus cohetes volando. Les advirti del peligro que su-pondran estos cohetes utilizados como arma ofensiva. Fue despedido de Washingtoncon sonrisas agradecindole su tiempo y mandndole a casa. Cinco aos ms tarde la

20Este mtodo an se utiliza. La parte exterior de la tobera est cubierta con un gran nmero de tubosmetlicos a travs de los que el combustible fro fluye hacia la cmara de combustin.


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Figura 19: Fotografa de Goddard y un cohete de su construccin en 1938.

primera bomba volante V-221 apareci sobre el cielo de Londres causando gran devas-tacin. En total cayeron ms de 1000 V-2 sobre Londres causando un nmero elevadode vctimas civiles22. Finalmente, Gorda acept lapaternidadde las V-2, falleciendopoco despus23. Posteriormente, tras la finalizacin de la segunda Guerra Mundial, elgobierno de Estados Unidos, advirtiendo la importancia del desarrollo de los cohetes,contara con la inestimable ayuda de muchos cientficos alemanes.

0.3.2. Los primeros ordenadores: Von Neumann, Colossus Mark,

ENIAC, ...

El nico beneficio que le puede atribuir a una guerra es el rpido desarrollo cien-tfico y tecnolgico. Esto ocurre tras cualquier guerra, pero a lo largo de la segundaGuerra Mundial el incremento de dispositivos utilizables civilmente as como el au-mento de los conocimientos cientficos fue muy elevado. Recordemos, por ejemplo,el radar, la penicilina24, etc... Uno de los problemas a los que tenan que enfrentar-se ambos bandos era descifrar las comunicaciones en clave que eran enviadas desdelos frentes a los cuarteles generales, as como la comunicacin con las flotas en los

21Wernher von Braun (Wirsitz, Alemania, 1912-1977) desarroll para el ejrcito alemn las bombas vo-lantes V1 y V2. Tambin intervino en el diseo y construccin de los cohetes de los programas Mercury,Gemini y Apollo. Vase el epgrafe La Carrera Espacial.

22Cuando fue capturado un cientfico alemn, fue preguntado sobre el origen de las V-2. Respondi,Porqu no le preguntan al Dr. Goddard? l las conoce mejor que nosotros.

23Tomado de Time 100, 1901-2000. Though Goddard never saw a bit of it, credit would be given him, andmore important to a man who so disdained the press amends would be made. After Apollo 11 lifted off en

route to humanitys first moon landing, The New York Times took a bemused backward glance at a tart littleeditorial it had published 49 years before. "Further investigation and experimentation," said the paper in1969, "have confirmed the findings of Isaac Newton in the 17th century, and it is now definitely establishedthat a rocket can function in a vacuum as well as in an atmosphere. The Times regrets the error." The grimProfessor Goddard might not have appreciated the humor, but he would almost certainly have accepted theapology.

24Descubierta en 1929. Ensayo clnico en 1941 y produccin comercial en 1943


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Figura 20: Fotografa de una bomba V-2 alemana.

ocanos, sobre todo, con la flota de submarinos alemana en el Atlntico Norte (rutade avituallamiento de Europa y la Unin Sovitica desde EE. UU.). El coste en vidasy material era enorme y se haca absolutamente indispensable tener la capacidad deubicar las flotas y reconocer las rdenes enviadas desde Berln. Para ello, el ejercitobritnico construy algunas mquinas que permitan comprobar diferentes posibilida-des de encriptacin en un tiempo reducido. Estas mquinas se llamaron Colossus MarkI y II. Colossus fue una de las primeras ordenadores digitales. Colossus fue diseadaoriginariamente por Tommy Flowers (1905-1998, Londres, Reino Unido) en la PostOffice Research Station (Estacin de Investigacin de la Oficina Postal), Dollis Hill.

El prototipo, el Colossus Mark I25

, fue operativo desde febrero de 1944. Una versinmejorada, el Colossus Mark II se instal en junio de 1944, y se llegaron a construirhasta diez Colossus hasta el final de la guerra.

Colossus usaba unos tubos de vaco y fotomultiplicadores para leer la cinta de pa-pel. Despus aplicaba una funcin lgica programable a cada carcter, contando cun-tas veces la funcin devolva la respuesta "verdadero". Colossus fue la primera de lasmquinas digitales en incorporar una limitada programabilidad. No obstante no era unacomputadora de propsito general.

Posterior a la Colossus se construy ENIAC. ENIAC es un acrnimo ingls deElectronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador NumricoElectrnico) , utilizada por el Laboratorio de Investigacin Balstica de la Armada delos Estados Unidos.

ENIAC es el primer ordenador de propsito general totalmente digital, es decir,

que ejecutaba sus procesos y operaciones mediante instrucciones en lenguaje mquina.25Este ordenador comparaba dos serie de datos, contando cada coincidencia basada en una funcin pro-

gramable booleana. El mensaje cifrado captado se lea a gran velocidad a travs de una cinta de papel. Laotra serie de datos era generada internamente mediante una mquina de Lorenz (era una simulacin electr-nica de combinaciones de las mquinas de cifrado de los alemanes). Si el nmero de coincidencias para unacombinacin era superior a una cierta cantidad, la salida era escrita en una mquina de escribir elctrica.


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Figura 21: Fotografa del Colossus II, 1945.

Figura 22: Fotografa de ENIAC.


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Figura 23: John von Neumann.

Fue construida en la Universidadde Pennsylvania por John Presper Eckert (1919-1995,Filadelfia, EE.UU.) y John William Mauchly (1907-1980, Cincinnati, EE. UU.). Ocu-paba una superficie de 167 m2 y operaba con un total de 17.468 vlvulas electrnicas otubos de vaco, 7.200 diodos de cristal, 1.500 rels, 70.000 resistencias, 10.000 conden-sadores y 5 millones de soldaduras. Pesaba 27 toneladas, meda ms de treinta metrosde largo; utilizaba 1.500 conmutadores electromagnticos y rels; requera la opera-cin manual de unos 6.000 interruptores, y su programa o software, cuando requeramodificaciones, tardaba semanas de instalacin manual. Fue presentada en pblico el15 de febrero de 1946. Su capacidad de clculo era tal que le era posible calcular la

potencia 5000 de un nmero de hasta 5 cifras.Tanto Colossus como ENIAC estaban basados en la teora de arquitectura de orde-nadores de John Von Neumann (1903-1957, Budapest, Imperio Austro-Hungaro) . En1926, se doctor en matemticas por la Universidad de Budapest (a pesar de ser qumi-co), con una tesis sobre teora de conjuntos. Adquiri la nacionalidad estadounidenseen 1937 y durante la II Guerra Mundial ejerci como asesor en el proyecto de la bom-ba atmica. Fue el creador de la arquitectura de los ordenadores actuales, propuso laadopcin del bit como medida de la memoria de los ordenadores, resolvi el problemade la obtencin de respuestas fiables con componentes no fiables (bit de paridad).

Particip directamente en el diseo de ENIAC. Von Newmann propuso separar elsoftware del hardware. Este diseo se realiz en el ordenador EDVAC.

EDVAC es el acrnimo ingls de Electronic Discrete Variable Automatic Compu-ter , fue una de las primeras computadoras electrnicas. A diferencia de ENIAC, era

binaria y no decimal. Tuvo el primer programa diseado para ser almacenado. Estediseo se convirti en el estndar de arquitectura para la mayora de las computadorasmodernas. Puede considerarse a EDVAC como un hito histrico en la historia de lainformtica.

Fue construida tambin por el Laboratorio de Investigacin Balstica de la Armadade los Estados Unidos. A los diseadores de ENIAC, J. Presper Eckert y John William


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Figura 24: EDVCA.

Mauchl y se les uni von Neumann.Fue diseada para ser binaria y poseera un verificador automtico con capacidad

para mil palabras (luego se estableci en 1,024).EDVAC era fsicamente muy parecidaa ENIAC, tena algo menos de 6,000 tubos de vaco y 12,000 diodos y pesaba ms de7500 kg. Necesitaba 30 personas para su manejo. Se puso en funcionamiento en 1949y comenz a ser operativa en 1951 (para uso exclusivamente militar). Se desmantelen 1961. Faltaban 20 aos para la aparicin del ordenador personal o PC de IBM.

0.4. Evolucin de la Teledeteccin. La carrera espacialTras la Segunda Guerra Mundial y el desarrollo cientfico-tecnolgico originado

por el conflicto, le corresponde a la sociedad civil hacer uso de los adelantos generadosdurante el conflicto. El dominio del espacio areo fue determinante en el desenlacede la guerra as como el dominio de los sistemas de desencriptacin. Por ejemplo, labatalla de Midway fue el punto de inflexin de la Guerra en el Pacfico. La inteligencianorteamericana conoca desde antes de la guerra las claves de la Armada japonesa, yen consecuencia pudo alertar a sus mandos de los que se estaba preparando. EstadosUnidos tena supremaca area frente a la supremacanaval nipona, pero el uso racionalde los aviones de observacin aliados llev al triunfo a las tropas estadounidenses. Losaviones norteamericanos localizaron la posicin de la flota del Almirante Yamamoto,lo que permiti a los bombarderos americanos destruir parte de la flota nipona sin

riesgo para la flota de Estados Unidos. Japn perdi en ella la fuerza de choque desu flota (cuatro portaaviones frente a slo uno norteamericano, junto con 332 avionesfrente a los 147 aliados), sin que las construcciones navales previstas pudieran cubrirlas bajas. Despojado el Japn de su fuerza de choque, dependa para su supervivenciade su potencia industrial, notablemente inferior a la de los Estados Unidos.

Con posterioridad, no slo el espacio areo, tambin el espacio exterior es muy


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0.4. EVOLUCIN DE LA TELEDETECCIN. LA CARRERA ESPACIAL 27

Figura 25: Vista area de las instalaciones de Peenemnde antes y despus del bom-bardeo del 23 de junio de 1943.

importante para demostrar la supremaca militar y tecnolgica en una amarga GuerraFra de espionaje y propaganda. Ambos bloques, Estados Unidos y la Unin Soviticase enfrentan en una carrera armamentstica para ver quin va ms rpido y ms lejos entecnologa. El equipamiento a bordo de satlites poda espiar a otros pases. Los logrosespaciales servan de propaganda para demostrar la capacidad cientfica y el potencialmilitar de un pas. Los mismos cohetes que podan poner en rbita a un hombre o alcan-zar algn punto de la Luna podan enviar una bomba atmica a una ciudad cualquiera.Gran parte del desarrollo tecnolgico requerido para los misiles balsticos interconti-nentales se aplicaba igualmente a los cohetes de que iran a la Luna. Los proyectosMercury, Gemini o Apollo seran los subproductos cientfico-tecnolgicos de la fabri-cacin de misiles balsticos. El progreso en el espacio se mostraba como un indicador

de la capacidad tecnolgica y econmica, demostrando la superioridad de la ideologadel pas. La investigacin espacial tena un doble propsito: poda servir a objetivosmilitares, pero tambin poda contribuir a fines pacficos.

En la Guerra Fra tomaron parte algunos de los cientficos alemanes que construye-ron las famosas bombas volantes V1 y V2. Destaca Wernher von Braun, quien adoptmuchas ideas originales de la investigacin original de Robert Goddard, estudiando ymejorando sus cohetes. A pesar de su colaboracin inicial con el ejrcito alemn enPeenemnde26, Von Braun mostr a las autoridades alemanas que su nico inters porlos cohetes era puramente cientfico. Estaba interesado exclusivamente en los viajesespaciales. El centro de fabricacin y diseo de Peenemnde fue parcialmente destrui-do en junio de 1943 por un bombardeo aliado . A finales de 1944 saba que la GuerraMundial sera ganada por los Aliados, por lo que contact con los aliados. Se entregjunto a otros 500 cientficos de su equipo de Peenemnde, entregando sus diseos y

26En el mar Bltico, cerca de Wolgast, se encuentra la pequea pennsula de Peenemnde. All construyAlemania un centro de investigacin donde se desarroll el cohete V-2 bajo la tutela de von Braun.

Las SS detuvieron y arrestaron a von Braun por crmenes contra el Estado porque se atrevi a comentarque tales investigaciones all realizadas tendran un fin ltimo: llegar a la luna.

Se conoce con el nombre de operacin Paperclip a la evasin/captura del equipo cientfico de von Braun aEstados Unidos.


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Figura 26: Theodore von Karman, fundador del Jet Propulsion Laboratory en Califor-nia.

varios vehculos de prueba.A su llegada a EE.UU, Von Braun y sus colaboradores fueron instados a trabajar

para la fuerza area norteamericana, a cambio, se les eximira de culpa por su pasadacolaboracin con el rgimen de nazi de Hitler, incluyendo las muertes ocasionadaspor el lanzamiento de sus V2 y el uso de obreros esclavos en Peenemnde. Desde1950, von Braun se traslad a Redstone (Alabama), donde diseo y construy, parael ejrcito, el misil balstico Jpiter, y los cohetes utilizados por la NASA para losprimeros lanzamientos del programa Mercury. En 1960 su centro para el desarrollo

de cohetes fue transferido del ejrcito a la NASA y all comenz la construccin delos cohetes Saturno. Posteriormente, se convirti en el director del Centro de VueloEspacial Marshall de la NASA.

0.4.1. Jet Propulsion Laboratory (JPL)

Los campos de la teledeteccin y de la aeronutica no habran avanzado hasta ellugar donde se encuentran actualmente sin la existencia de una persona y una institu-cin, son Theodore Von Karman (Budapest, Hungra, 1881-1963) y el Jet PropulsionLaboratory27 (JPL) en Los ngeles, California.

Von Karman estudi ingeniera en Budapest , permaneciendo en Europa hasta lallegada de los nazis al poder en Alemania (era judio). Se traslad a Estados Unidos acomienzos de 1930 como director del Laboratorio de Ingeniera Aeronutica del Cali-

fornia Institute of Technology y cre, junto a Frank Malina (Brenham, Texas, EE. UU.,1912-1981) la empresa Aerojet. Trabaj en el campo de la aeronutica, siendo respon-sable de la caracterizacin de los flujos subsnicos y supersnicos alrededor de objetos(necesarios para el estudio de la estabilidad de vuelo de los cohetes).

27La historia del JPL puede encontrala en el fichero JPL History.pdf


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Figura 27: Estudiantes y colaboradores (el tambin llamado escuadrn suicida) de von

Karman antes del lanzamiento del primer cohete de combustible lquido en Octubre de1936 en las cercanas del Guggenheim Aeronautical Laboratory en Caltech. Este ensa-yo llevara a la creacin del CALCIT Rocket Research Project, sufragado con fondosdel gobierno de los Estados Unidos y que dara lugar al Jet Propulsion Laboratory enPasadena, California.

El JPL es un centro de investigacin y desarrollo financiado federalmente, pero ad-ministrado por CalTech bajo contrato con la NASA. Algunos de los proyectos del JPLincluyen la misin a Jpiter Galileo y los Rovers de Marte, incluyendo el Pathfinder aMarte en 1997 y la misin Mars Exploration Rovers en 2003. El laboratorio comienzasu andanza a comienzos de los aos 30 cuando, trabajando en el CalTech, von Kar-

man realiza una serie de lanzamientos de cohetes en el campus de la universidad, juntocon Tsien Hsue-shen (Qian Xuesen, China, 1911-) y Jack Parsons (Marvel Whitesi-de, EE.UU., 1914-1952) . Durante la Segunda Guerra Mundial, el JPL trabaj para elEjercito de los Estados Unidos, analizando las bombas volantes V2, as como diferen-tes proyectos de motores de aviones. Despus de 1944, Karman abandona el JPL paracrear los Comits Cientficos de la Fuerza Area norteamericana, mientras tanto Ma-lina se hace cargo de la direccin del JPL ese ao. Sin embargo, las investigacionesdel laboratorio se dedican principalmente a fines militares, lo que obliga a Malina aabandonar la direccin del JPL en 1946 y emigrar a Europa en 1947 para trabajar parala UNESCO en Pars. No volvera a dedicarse al trabajo de investigacin en cohetes.

En 1958, el JPL entr a formar parte de la NASA (National Aeronautics and SpaceAdministration). Sigui manteniendo el nombre de JPL, a pesar del cese de su investi-

gacin en cohetes. Tan slo en 1995 retom este tipo de investigaciones al desarrollarun cohete que operara en la atmsfera de dixido de carbono de Marte. Trabaj en laconstruccin del Explorer-1, as como en la mayora de los cohetes civiles como mili-tares. La filosofa del JPL queda reflejada en las palabras de su actual director RalphAldo Emerson:Do not go where the path may lead, go instead where there is no path,and leave a trail.


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Figura 28: Cohete Viking iniciando el vuelo a comienzos de los aos 1950

0.4.2. Tras la II Guerra Mundial, los cohetes Vikingo

Teniendo como base el material capturado en Peenemnde, tras la Segunda GuerraMundial, EE. UU., siguiendo los estudios de Goddard, decide desarrollar motores decohete alimentados con combustibles lquidos, encargando este trabajo, entre otros alLaboratorio de Investigacin de la Marina (U.S. Naval Research Laboratory, NRL) en1946. Estas investigaciones daran lugar al cohete Viking . Diseado y construido por

la compaa Glenn L. Martin Company (actualmente Lockheed-Martin). Este cohetefue pionero en su diseo por el modo de estabilizacin en vuelo despus del despegue.Se produjeron 20 Vikings que fueron lanzados entre 1949 y 1954, alcanzando alturasprogresivamente superiores que se movan en el rango de los 80 km como mnimo ylos 250 km como mximo (record de altura para cohetes de una sola fase de impul-sin). Fueron los primeros ingenios que realizaron medidas atmosfricas a dicha alturacomo temperatura, presin, vientos y densidad electrnica en la ionosfera. Tomaron lasprimeras fotografas de la Tierra desde gran altura, mostrando la curvatura de la misma.

En 1954, se montn una cmara fotogrfica sobre una de los cohetes Vikings. Volsobre White Sands, en Nuevo Mexico, tomando la primera fotografa en color desde elespacio de un huracn y una tormenta tropical, a una altitud aproximada de 160 km,

con un campo de visin de ms de 1600 km de dimetro .

Los cohetes Viking fueron abandonados en 1954 por su elevado costo, pero sudesarrollo continu en el proyecto Vanguardia, que tena por misin poner en rbitaun dispositivo alrededor de la Tierra, adems de la realizacin de experimentos en elespacio.


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Figura 29: Foto tomada en un vuelo del Viking en 1950. Se pueden observar el golfode California y parte del estado de Arizona. Obsrvese la curvatura de la Tierra en elhorizonte.

Figura 30: Foto tomada en un vuelo del Viking en el 5 de octubre de 1954, el campode visin supera los 1600 km de dimetro


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Figura 31: El Sputnik, primer satlite artificial puesto en rbita por la Unin Soviticaen octubre de 1957.

0.4.3. La crisis del Sputnik.

Durante los aos previos al 1957 se realizaron los entrenamientos para poner unsatlite artificial en rbita. La carrera comenz verdaderamenteel 4 de octubre de 1957.Ese da la Unin Sovitica lanz al espacio y puso en rbita el primer satlite artificial.Se llamaba Sputnik 1 .. La URSS se haba puesto a la cabeza de una competicin quedurara decenas de aos y que supuso una inyeccin de dinero en Estados Unidos paraalcanzar algunas metas, impensables aos atrs como llegar a la Luna, en pocos aos.Es verdad, que esto ocurri por el miedo generadoen EE. UU. por la supremaca militarque demostraron los soviticos en el espacio. Por una parte los estadounidenses tenanmiedo por las implicaciones militares que supona no dominar el espacio, y daba alasa los soviticos que vean que su ciencia y tecnologa estaba por delante del bloqueoccidental. En la URSS, el Sputnik y el siguiente programa de exploracin espacialfueron vistos con gran inters por el pueblo, ms si se tiene en cuenta que doce aosatrs era un pas devastado por una guerra de varios aos.

El mundo occidental crea, debido al hermetismo de las autoridades soviticas, queEstados Unidos era superior en todos los campos de la tecnologa (no estaba claro sitambin lo era en los campos puramente cientficos). Sin embargo, el Sputnik pusode manifiesto que el error en esta suposicin haba hecho que el bloque comunista seadelantase al bloque occidental. La respuesta al Sputnik por parte de Estados Unidosno se hara esperar, empleando un enorme esfuerzo en dinero y personal para recuperar

la supremaca tecnolgica, incluyendo la modernizacin de los planes de estudio conla esperanza de producir ms ingenieros, fsicos y matemticos. Fue una crisis mundialdebido al adelanto tecnolgico. Este hecho se conoce como la crisis del Sputnik, perono pasaran muchos aos sin que hubiese otra crisis, la de los misiles de Cuba queveremos ms adelante.

Haba que conseguir ser los primeros, de nuevo, en algo. Este algo sera llegar a la


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Figura 32: El Explorer I, primer satlite artificial puesto en rbita por los Estados Uni-dos en enero de 1958.

Luna. Por otra parte, el estadounidense medio, traumatizado por la existencia del Sput-nik, se embarc en la tarea colectiva de ser el primer pas del mundo en llegar a la Luna.Pocos meses ms tarde, cuatro meses despus del lanzamiento del Sputnik 1, EstadosUnidos lanz su primer satlite, el Explorer I .. L. Aunque no fue un xito rotundo, yaque haba habido varios lanzamientos fallidos previamente, si supuso una inyeccin demoral en Estados Unidos. Fue lanzado el da 31 de enero de 1958, transportando, aligual que el Sputnik, material cientfico e instrumentos de radio para comunicarse conla Tierra. Adems, el Explorer 1 llevaba en su interior la instrumentacin necesaria pa-

ra medir la radiacin csmica, la temperatura exterior y los impactos de los pequeosmeteoritos que pudiesen chocar con el cohete.A pesar de las apariencias, los primeros satlites se utilizaron con fines cientficos.

El Sputnik ayud a determinar la densidad de la atmsfera superior y los datos de vuelodel Explorer I llevaron al descubrimiento del cinturn de radiacin de Van Allen porJames Van Allen.

Haca falta un cambio desde el gobierno para adelantar a los soviticos en la carreraespacial. El cambio no estaba en manos del actual presidente de EE. UU., Dwight Ei-senhower, que dejara su cargo en 1961, sino en manos de su sucesor J.F. Kennedy. Ladoctrina Kennedy propiciaba no slo todos aquellos estudios cientfico-tecnolgicosrelacionados con la fsica, las matemticas, o la ingeniera, tambin animaba a estudiarlenguas eslavas como el ruso. Se cambiaron planes de estudio, se incentivaban a lasuniversidades que desarrollaban planes cientficos ms avanzados, estudios de tercer

ciclo en ingeniera. Los efectos de esta carrera espacial se veran reflejados en pocosaos. No slo haca falta tecnologa, haca falta el personal adecuado para llevar a cabolas investigaciones en esos campos. haba que procurar llevar al escolar a estudiar aque-llas materias que propiciasen su entrada en carreras tcnicas. El dinero federal se ponaa disposicin de estas metas. As, los escolares seguan la sucesin de lanzamientos, yla construccin de rplicas de cohetes se convirti en una aficin popular. El presiden-


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te Kennedy pronunci discursos para animar a la gente a apoyar el programa espacialy para intentar superar el escepticismo de los muchos que pensaban que todos esos

millones de dlares estaran mejor empleados en la construccin de armas probadas yexistentes, o en la lucha contra la pobreza.

Los subproductos de estas investigaciones se veran pronto reflejados en la vidacotidiana. El nfasis puesto por los educadores en ensear matemticas, fsica o tec-nologa con el incremento de aportaciones por parte del estado en educacin desde elnivel de la escuela elemental28 hasta los cursos de postgrado en las universidades diofrutos tecnolgicos como la Teledeteccin como herramienta, la electrnica se desa-rroll dando lugar en pocos aos a una nueva era, la era digital, que vivimos en laactualidad. Se llevo la tecnologa a las casas con los electrodomsticos, la conserva-cin de los alimentos, los materiales sintticos e impermeables. Estados Unidos aposta comienzo de los aos 1960 por el poder de los cerebros en lugar de apostar por elpoder de las armas.

0.4.4. Teledeteccin militar: La crisis de los misiles cubanos.

Cuba haba sido un pas ligado a los intereses norteamericanos desde su indepen-dencia de Espaa en 1898. La revolucin de Fidel Castro en 1959 tena una claraorientacin nacionalista, aunque no se defina inicialmente como comunista. Pasadoun tiempo, en abril de 1961, Castro proclam oficialmente el carcter socialista de sugobierno. Con ello daba un giro radical al programa original de la revolucin cubanay Fidel Castro comenz a tomar medidas que lesionaban los intereses de EE.UU. Lareaccin de Washington fue inmediata: ruptura de relaciones en 1961, imposicin deun bloqueo econmico. Adems, excluy a Cuba de la OEA (Organizacin de EstadosAmericanos) y organiz, mediante operaciones secretas una fallida invasin con anti-castristas en Baha de Cochinos en abril de 1961. Tras este comportamiento norteame-

ricano, Castro vir hacia el alineamiento con el bloque sovitico. La URSS garantiz aFidel Castro grandiosos recursos econmicos, as como asesores militares y armas detodo tipo, incluidos entre ella los misiles balsticos nucleares de medio e intermedio al-cance. As se inici la construccin en Cuba de rampas para el lanzamiento de cohetescapaces de llegar en minutos a la zona sur oriental de los Estados Unidos.

El 14 de octubrede 1962, aviones espas norteamericanosU229 . detectaron la cons-

28En la actualidad existen todava ms de 1200 institutos de enseanza media que conservan los planetariosque se construyeron en dicha poca.

29El avin espa norteamericano U-2 era capaz de volar a una altura inalcanzable para las defensas antia-reas soviticas, aunque era altamente inmanejable debido a su pequea ventana de sustentacin a la altura ala que volaba (variaciones superiores a 18 km/h hacan que el U-2 entrase en prdida y callese). En concreto,el da 1 de mayo de 1960, durante el desfile conmemorativo del da del trabajo, y en plena demostracinde fuerza en la Plaza Roja, se le informa a N. Khrushchev desde el alto estado mayor de la defensa areaque un avin no identificado haba violado el espacio areo sovitico. Dada su altura de vuelo, 21 km, eracapaz de tomar fotografas sin peligro de ser derribado ni por las armas antiareas ni por los aviones de cazasoviticos conocidos entonces. Estaba sobrevolando las fbricas y lugares secretos de lanzamiento de misilesde la URSS. Su misin era fotografiar dichas instalaciones. Khrushchev decide utilizar sus ms sofisticadosmisiles tierra-aire, todava desconocidos por los EE. UU. Tras un primer fallido intento, un segundo misilhace blanco en el U-2 de Gary Powers, su piloto, que abandona el avin espa y es capturado por las fuerzasde seguridad de la URSS. La URSS hablaba de un acto de agresin. Se conden al piloto Gary Powers a10 aos de prisin. Comenzaba la crisis del U-2. Era necesario espiar desde una altura superior al enemigo.


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Figura 33: Avin espa U-2.

Figura 34: Fotografa tomada el 22 de octubre por el avin espa norteamericano U-2sobre las construcciones soviticas de misiles en Cuba.

truccin de rampas de misiles y la presencia de tropas soviticas. El 22 de octubre , conel apoyo claro de sus aliados occidentales, Kennedy toma una medida de gran dureza:establece una "cuarentena defensiva", es decir, un bloqueo de la isla, desplegando uni-dades navales y aviones de combate en torno a Cuba. Si los navos soviticos intentaranforzar el bloqueo, comenzara el conflicto armado entre las dos superpotencias.

0.4.5. Programas Mariner, Viking y la mejora de imgenes

El programa aeroespacial norteamericano estaba formado, tras la llegada de Ken-nedy al poder, de los programas Mercury y Mariner. El primero de ellos tena comomisin poner un hombre en rbita alrededor de la Tierra, conseguido con el Mercury-

Continuaba la carrera espacial.


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Figura 35: Cientficos de la NASA dando los ltimos retoques a la nave Mariner 4 antesde su partida el 28 de noviembre de 1964.

Atlas 6, en febrero de 1962. Antes se realizaron un par de vuelos suborbitales de unos15 minutos de duracin en el ao 1961. El Programa Mariner comenz en 1962 y fi-naliz en 1973. Fue encargado al JPL su dise y se construyeron 10 naves. Su misinsera la de explorar los planetas de Venus, Marte y Mercurio por primera vez. La Ma-riner 4 fue la primera en fotografiar, de cerca, un planeta diferente de la Tierra, Marte.La Mariner 9 fue la primera en dejar en rbita una sonda alrededor de Marte, permane-ciendo un ao en rbita para proceder a cartografiar su superficie y realizar medicionesatmosfricas.

Las sondas Mariner eran de tamao relativamente reducido y de un peso aproxi-mado de 500 kg. Las sondas Mariner 1, 3 y 8 no superaron la fase de lanzamiento.Cada una de las naves llevaba incorporados unos paneles solares para poder as reci-bir energa del Sol. Su carga inclua una serie de instrumentos cientficos, tales comouna cmara fotogrfica a partir del Mariner 3; un radimetro de microondas y otroinfrarrojo, entre otros.

La cuarta misin de la serie Mariner represent el primer sobrevuelo con xito deMarte y nos envi las primeras fotografas de la superficie del planeta mediante unaantena parablica de 117 cm de dimetro y una antena en forma de mstil de ms dedos metros. Los datos se almacenaban en una cinta con una capacidad total de 5 Mb debits y se transmitan por alguna de las dos antenas a velocidades de 8,3 o de 33,1 bps.segn la antena elegida. En su aproximacin a Marte, tom 21 imgenes ms 21 lneaspertenecientes a la imagen nmero 22 que qued interrumpida. Todas las imgenes se

enviaron por duplicado para evitar errores.El objetivo de la cmara de la Mariner 4 tena polvo y hubo que tratar las imgenes

enviadas desde la sonda para observar algunos detalles de dichas fotografas. Habanacido una nueva aplicacin de las matemticas y de la teora de la seal: el tratamientodigital de las seales, en concreto, de las imgenes.

Con posterioridad al programa Mariner, se puso en marcha el programa Viking de


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Figura 36: Primera imagen de Marte tomada desde la nave Marinar 4 y enviada a laTierra. Muestra una superficie de 330 por 1200 km. El objetivo de la cmara tenapolvo y hubo necesidad de retocar la imagen enviada por la sonda.

Figura 37: Primera imagen de Marte tomada desde la nave Marinar 4 y enviada a laTierra y tratada posteriormente para mostrar la niebla existente sobre la superficie deMarte.


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Figura 38: Mdulo de desembarco sobre la superficie de Marte de una de las sondasViking.

la NASA. Consisti en dos misiones no tripuladas a Marte, las misiones Viking 1 y 2.Posean una nave intermediara entre la sonda y la Tierra, diseada para fotografiar lasuperficie de Marte desde la rbita del planeta. El programa Viking surgi del progra-ma Voyager hacia Marte, el Viking 1 se lanz el 20 de agosto de 1975, y el Viking 2, el9 de septiembre del mismo ao. A su llegada a Marte, la nave se divida en dos, una deellas la sonda que aterrizara suavemente sobre la superficie marciana y la otra que semantendra en rbita transmitiendo la informacin a la Tierra as como realizando algu-nos experimentos cientficos. La sonda sobre la superficie desplegaba el instrumental

cientfico que guardaba en su interior y realizara la toma de muestras as como la defotografas en color de la superficie. La masa de esta sonda era de unos 900 kg.El tratamiento de imgenes est ntimamente ligado a las sondas Viking. De qu

color es el cielo marciano? Durante el da la luz que llega del Sol es difundida por ladbil atmsfera del planeta. El cielo de Marte no es azul, sino rojizo, de una colora-cin terrosa (pastillas de caf con leche), debido a que las partculas (limonita, xidode hierro) que componen la atmsfera de este planeta dispersan con mayor facilidadlos longitudes de onda cortas (fundamentalmente rojas y anaranjadas). Es cierto quedepende de las circunstancias; durante una tormenta de polvo la tonalidad del cielosera de un naranja oscuro intenso, pero, dependiendo de la cantidad de limonita ensuspensin, el color del cielo marciano podra ser incluso azulado.

Las sondas Viking 1 y 2 nos mostraron, mediante fotografas color-balanced ,que el color del cielo de Marte era color caf con leche. Las primeras imgenes del

Viking, que se presentaron en televisin, mostraban un color azulado , posteriormentecorregidas hasta alcanzar un color rosa , debido a ciertas imprecisiones en el preproce-sado digital de imgenes en color. Las sondas tenan diferentes planchas de color paracalibrar las imgenes, pero stas estaban cubiertas, a su vez, por el polvo marcianodepositado sobre ellas. Un anlisis ms detallado de las imgenes del cielo marcianorevelaron que era de color terroso (como las antiguas pastillas de caf con leche), ex-


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Figura 39: Mdulo de la Viking que se utilizaba como repetidor de seales de la sondaposada en Marte.

Figura 40: Detalle de las tablas de color utilizadas en las misiones Viking para hacerlas correcciones de color.

Figura 41: Imagen con correcciones de color, tomada por el Viking 1, en agosto de1976. Las correcciones de color de esta imagen estn hechas en base a las respuestasde los filtros aplicados para su captura.


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Figura 42: Imagen original tomada por el Viking 1, en agosto de 1976.

Figura 43: Imagen del verdadero color del cielo de Marte al atardecer tomada por elPathfinder.

cepto en los amaneceres y atardeceres que se volva rojo/rosa. Estos colores fueronconfirmados por la sonda Pathfinder en 1997 . Si la atmsfera de Marte estuviese lim-pia de partculas en suspensin, el cielo marciano sera azul. La existencia de polvo ono sobre las placas correctoras del color pueden jugar malas pasadas en el tratamientodigital de imgenes en color.

0.4.6. Sensores en todas las longitudes de onda. Sondas multiespec-

trales

Tras las misiones tripuladas Mercury y Gemini se desarroll la misin Apollo,consistente en poner un hombre en la Luna. Simultneamente con este propsito sepusieron en marcha multitud de objetivos cientficos; uno de estos objetivos fue la car-tografa de la Tierra y la utilizacin de cmaras dentro y fuera del espectro visible.Desde un principio, fueron evidentes las posibles aplicaciones para estudios geolgi-cos, forestales, geografa, recursos terrestres, cartografa, etc de los vuelos orbitales.El reconocimiento del valor de la Teledeteccin como medio de recoger datos para elestudio de la Tierra condujo al establecimiento del Programa de Reconocimiento deRecursos Terrestres de la NASA. Este programa realiz no slo a la recogida de in-

formacin fotogrfica a altitudes intermedias y elevadas, sino tambin de imgenes eninfrarrojo (IR) trmico y radar cubriendo grandes reas de los Estados Unidos. Los da-tos adquiridos proporcionaron entrenamiento y experiencia para el proceso e interpre-tacin de imgenes, diseo de instrumentos, almacenamiento de datos y otros aspectosde crucial importancia en las tcnicas de Teledeteccin. A este primer experimento sele denomin SO-65 .en la misin Apollo IX. Este experimento de fotografa multi-


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Figura 44: Esquema experimental del montaje de las cmaras multiespectrales en elApollo IX.

Figura 45: Montaje interior de las cuatro cmaras Hasselblad 700.


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Figura 46: Cmara multiespectral montada en la nave Apollo IX.

espectral consista en cuatro cmaras , cada una de ellas con su propia pelcula y supropio tiempo de exposicin, filtro, velocidad de apertura, diafragma y foco. Debido ala diferencia de grosor de las pelculas de color en el infrarrojo, blanco y negro en in-frarrojo y la pelcula en blanco y negro 3400 Panacromatic-X, el nmero de imgenespor cada cmara era diferente. Haba nacido la teledeteccin espacial multiespectral .

0.5. La era digital

La era digital corresponde a la ltima de las revoluciones histricas de la humani-dad. Podemos enumerar hasta cinco revoluciones o cambios informacionales que hancambiado la marcha y el progreso del ser humano. Las revoluciones se aproximan cadavez ms y afectan, tambin, a mayor nmero de personas y con una mayor intensidad.

Podemos remontamos hasta unos 15000 aos atrs para mostrar la poca de la pri-mera revolucin en los sistemas de comunicacin. El hombre colorea y dibuja en lasparedes, por ejemplo, de la cueva de Altamira . transmite a los dems de su entornola visin de su mundo cotidiano. Nos deja ese legado al resto de los humanos. A pe-sar de que han llegado hasta nuestros das y que la importancia ha sido vital para elconocimiento de una poca. Slo se transmite a unos pocos seres de alrededor, estandomuy limitado el rango de propagacin espacial (no as el temporal). Poco ms tarde,alrededor del tercer milenio antes de Cristo, aparece la primera escritura, es la escri-tura cuneiforme de los sumerios , necesaria para gestionar con eficacia la informacin

econmica de Sumeria con sus vecinos. La escritura modifica las civilizaciones. Sepueden pueden transmitir los pensamientos y las ideas. Conquistar con algo ms queel arco y la flecha, es decir, con la cultura. Este hecho da lugar a la segunda revolu-cin de la transmisin de la informacin. Slo han pasado 12000 aos. Habran depasar unos pocos miles de aos hasta llegar al tercer hito histrico: la imprenta . staaparece a mediados del siglo XV (hacia 1450). Est formada por tipos mviles que

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historia teledetección.pdf

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