La mujer que nos trajo el mundo

Hace medio siglo, Virginia Tower Norwood '47 inventó el primer escáner multiespectral para obtener imágenes de la Tierra desde el espacio. Landsat 1 y sus sucesores han estado escaneando el planeta continuamente desde entonces.

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• alicia dragón página de archivo

29 de junio de 2021

michelle groskopf

Si Virginia Tower Norwood hubiera escuchado a su consejero de orientación de la escuela secundaria, se habría convertido en bibliotecaria. Su prueba de aptitud mostró una facilidad notable con los números, y en 1943, no se le ocurrió mejor manera para que una mujer joven pusiera en práctica esas habilidades. Afortunadamente, Norwood no sufrió la misma falta de imaginación. La salutatorian de su clase de la escuela secundaria de Filadelfia, había estado devorando acertijos lógicos durante mucho tiempo y haciendo un buen uso de la regla de cálculo que su padre le había dado a los nueve años. Norwood ignoró el consejo de su consejero y aplicó al MIT.

Se convertiría en una inventora pionera en el nuevo campo del diseño de antenas de microondas. Ella diseñó el transmisor para una misión de reconocimiento a la luna que despejó el camino para los alunizajes del Apolo. Y concibió y dirigió el desarrollo del primer escáner multiespectral para obtener imágenes de la Tierra desde el espacio, el primero de una serie de escáneres basados ​​en satélites que han estado capturando imágenes del mundo continuamente durante casi medio siglo.

Mirando hacia atrás, dice, nunca consideró realmente una carrera en biblioteconomía: no puedo deletrear.

La mejor escuela del mundo.

Virginia Tower Norwood en Greenwich durante su segundo o tercer año en el MIT.

CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD

El MIT impartió clases durante todo el año durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que Norwood llegó a Cambridge en el verano de 1944, poco después de graduarse de la escuela secundaria. El ex alumno que la entrevistó admitió que nunca antes había entrevistado a una mujer (y le dijo que era menos desaliñada que las mujeres del MIT que había conocido), pero no se desanimó cuando se encontró a sí misma como una de solo una docena. mujeres de su clase. En ese entonces, el MIT no tenía dormitorios para mujeres, por lo que alquiló una habitación en un apartamento de Central Square, caminaba al campus en los días agradables o tomaba el tranvía de Mass. Ave. por cinco centavos cuando hacía mal tiempo. A las mujeres se les permitía cenar en los comedores de los dormitorios solo como invitadas de estudiantes varones; a menudo subsistía con tostadas y tomates en rodajas.

Como la hija mayor de un oficial del ejército, Norwood tenía práctica en echar raíces dondequiera que se encontrara. Había vivido en Panamá (donde había visto el barco más grande del mundo atravesar el canal), en Oklahoma (donde se había unido a una tropa montada de Girl Scouts) y en las Bermudas. Cuando las familias militares fueron enviadas de regreso al continente después de Pearl Harbor, ella había asistido a cinco escuelas secundarias diferentes. En el MIT, encontró rápidamente el camino al único espacio exclusivo para mujeres del Instituto, la Sala Cheney: una suite que incluye una cocina, una oficina con algunos escritorios, tres camas, una ducha, casilleros para libros y una sala de estar grande y encantadora. con un piano de cola. Allí se reunía el pequeño contingente de mujeres del MIT para conversar, estudiar y cocinar.

Virginia Tower Norwood como Birdie en una producción de MIT Dramashop de los pequeños zorros .

CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD

Aunque se sorprendió al saber que casi todos sus compañeros de clase también habían sido salutatorians o valedictorians, estaba tan bien preparada que tomó cinco cursos en lugar de los cuatro habituales durante varios semestres. No trabajé mi primer año más o menos, dice ella. Escuchar en clase y hacer los p-sets fue suficiente, dejando mucho tiempo para explorar Boston, pasear por sus parques y socializar.

Dado que las mujeres escaseaban, podríamos tener una cita todas las noches si quisiéramos, dice, y agrega que un compañero de clase se enorgullecía de haber salido con prácticamente todas las mujeres de nuestra clase. Estar en lo que ella llama un mar de hombres la convirtió en una apuesta segura para papeles en producciones de Dramashop ( La importancia de llamarse Ernesto y los pequeños zorros entre ellos). Pero también podría hacer la vida incómoda; un profesor que escaneaba rutinariamente el salón de clases mientras daba clases, inevitablemente encontraría su mirada fija en las piernas de Norwood, se sacudiría y reiniciaría su barrido del salón. Y las tres veces por semana que a las mujeres se les permitía nadar en la piscina del MIT, los hombres se ponían trajes de baño a regañadientes.

(Extrañamente, las mujeres en el Instituto podían ser tan invisibles como conspicuas. Años más tarde, Norwood se encontraría con ex alumnos de su época que afirmaban que no tenían idea de que el MIT era mixto).

En su cuarto mandato, Norwood finalmente se encontró en una clase que no fue fácil. Después de esforzarse en física y obtener una calificación promedio, se tomó el invierno de 1946 libre y aprendió el material por sí misma resolviendo todos los problemas del libro de texto. Regresó al MIT esa primavera, compartió un apartamento de dos habitaciones en Bexley Hall con otras tres mujeres y tomó todas las clases de posgrado en los últimos cuatro semestres.

Creo que obtuve una muy buena educación en matemáticas y física, dice ella. Incluso tuvo la oportunidad de estudiar con el renombrado matemático Dirk Struik, quien normalmente no enseñaba a estudiantes universitarios pero, presionado para trabajar en física de primer año durante la guerra, abría el libro de texto y decía: ¿Qué querría el departamento de física que yo enseñara? ¿Tú, hoy? Ella también tomó un curso de lectura de nivel de posgrado en geometría analítica con él. Pensamos que estábamos en la mejor escuela del mundo, dice ella. Y tener un título del MIT, un hecho que sorprendería a muchos colegas, le dio confianza para labrarse una carrera en la que las matemáticas y la física eran esenciales y las mujeres una rareza.

Una búsqueda de trabajo enloquecedora

El día después de terminar su licenciatura en matemáticas, se casó con Larry Norwood, su instructor de cálculo del tercer semestre y presidente del club de matemáticas del MIT, quien para entonces era estudiante de posgrado en Yale. Rápidamente se hizo evidente que pocos empleadores potenciales contratarían a una mujer matemática. En una entrevista en Sikorsky Aircraft, su solicitud de un salario P1, que se otorga al rango profesional más bajo en el servicio civil, fue recibida con incredulidad; la compañía nunca le había pagado tanto a una mujer. Cuando se le pidió que prometiera no quedar embarazada si la contrataban en un laboratorio de alimentos, retiró su solicitud. Durante tres entrevistas en Remington, describió su visión de cómo un matemático del personal podría mejorar las operaciones de la compañía de armas. El gerente de contratación llamó para decir que los había convencido de que era una idea brillante y que iban a buscar a un hombre para ocupar el puesto. Norwood estaba fuera cuando entró la llamada; el gerente transmitió su agradecimiento a su esposo.

Una imagen de 2001 capturada por Landsat 7 de las arenas y los lechos de algas esculpidos por las mareas y las corrientes oceánicas en las Bahamas.

USGS/NASA LANDSAT

Una imagen de Landsat de un embalse en Uzbekistán aproximadamente una semana antes de que el muro occidental de su presa se rompiera en 2020, inundando las aldeas vecinas y las tierras de cultivo.

USGS/NASA LANDSAT

Desesperada por obtener algún ingreso para complementar el escaso salario de instructor de su esposo, vendía blusas en una pequeña tienda por departamentos de New Haven, un trabajo que está segura de que no habría obtenido si hubiera revelado su título del MIT. Norwood se mantuvo estoica durante un extenso entrenamiento sobre cómo leer una tabla de impuestos sobre las ventas y se desafió a sí misma al asistir a clases de matemáticas avanzadas en Yale. Y soportó vender blusas con volantes (prefería ropa hecha a la medida) hasta que finalmente la contrataron para enseñar aritmética comercial en el Junior College of Commerce en New Haven.

Enseñar matemáticas fue un paso en la dirección correcta, pero la verdadera carrera de Norwood no comenzó hasta que un amigo de la familia la invitó a visitar los Laboratorios del Cuerpo de Señales del Ejército de EE. UU. en Nueva Jersey. Cuando a ella y a su esposo les ofrecieron trabajos en Evans Signal Lab en 1948, aprovecharon la oportunidad.

Seguimiento del viento

Asignado al grupo de radar meteorológico del laboratorio justo cuando el radar comenzaba a usarse en meteorología, se le pidió a Norwood que desarrollara un reflector de radar para globos meteorológicos para que pudieran usarse para rastrear vientos a gran altura.

Te sientas y piensas en un problema, dice ella, y las soluciones te llegan después de un tiempo. Aterrizó en un diseño con discos (pintados de plata o hechos de tela metálica) que se cruzaban para crear una serie de esquinas reflectantes. El dispositivo, suspendido en pesca giratoria, giraría en el viento, produciendo una señal pulsante característica que podría ser rastreada por radar. Por fin, los meteorólogos pudieron calcular con precisión la velocidad del viento por encima de los 100 000 pies, aproximadamente la altura a la que estallan los globos meteorológicos. Y esta proeza hizo posible por primera vez la predicción meteorológica a largo plazo. El dispositivo, que Norwood diseñó a los 22 años, fue patentado más tarde.

Norwood en el conjunto de radar detector de tormentas en los laboratorios del cuerpo de señales del ejército de EE. UU. y dibujos del reflector de radar patentado para globos meteorológicos que diseñó para el cuerpo de señales. En 1966, el Surveyor de la NASA (foto de la derecha) envió la imagen de la izquierda de una roca lunar a la Tierra en el transmisor de Norwood.

NASA? JPL (ROCAS); CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD; NASA/JPL (INVESTIGADOR); PATENTES DE NORWOOD A TRAVÉS DE GOOGLE (DIAGRAMAS)

No mucho después de que terminó ese proyecto, los miembros del laboratorio discutían cómo diseñar torres de telemetría para un campo de prueba de misiles que se estaba desarrollando en Cabo Cañaveral en Florida. Alguien en el laboratorio dijo: 'Oh, hagámoslas de 1,000 pies de altura'. Yo estaba en la reunión y dije: ¿Sabes qué altura tiene la Torre Eiffel?', recuerda, sorprendida de que su colega propusiera arbitrariamente torres de casi esa altura. altura. Uno estaba destinado a construirse a varios cientos de millas de la costa, y Norwood se dio cuenta de que tal torre sería costosa de construir y vulnerable a los huracanes.

Para calcular exactamente qué tan altas debían ser las torres, Norwood necesitaba datos históricos de viento y temperatura. Varios colegas masculinos fueron enviados a Washington, DC, para obtenerlo, pero regresaron con las manos vacías. Norwood fue ella misma y se reunió con la formidable Frances Whedon, la meteoróloga del Cuerpo de Señales de EE. UU. que se había negado a revelar sus datos. Resultó que Whedon había obtenido un título en meteorología del MIT en 1924. Había sido absolutamente brusca con los hombres, pero me gustó mucho, dice Norwood, quien rápidamente obtuvo autorización para visitar los archivos que contienen los registros meteorológicos a lápiz de Whedon.

Norwood calculó que las torres debían tener solo unos 100 pies de altura. Estaban empeñados en hacer los de 1,000 pies, dice ella. Fui probando a través de los datos que podían llevarse bien con ellos siendo más bajos. Las torres se construyeron a la altura recomendada por Norwood y se utilizaron para pruebas de misiles en las décadas de 1950 y 1960.

aprendiendo un oficio

A pesar de haber obtenido una patente para una de sus primeras asignaciones en el radar meteorológico, Norwood dice que hizo un trabajo más importante cuando pasó al grupo de antenas. Signal Corps estaba interesado en explorar diferentes tipos de antenas de radar, basándose en la tecnología de radar de microondas desarrollada en el Laboratorio de Radiación del MIT que resultó útil durante la Segunda Guerra Mundial. A principios de la década de 1950, el grupo de antenas de Evans se encontraba entre los pocos lugares pioneros en el desarrollo de transmisores y antenas que usaban microondas en longitudes de onda cada vez más cortas y en descubrir cómo se podía aplicar dicha tecnología. En ese grupo, Norwood obtendría una segunda patente para una antena de seguimiento novedosa y clasificada durante mucho tiempo. (Su alimentación no tenía que rotar para rastrear una señal entrante; en su lugar, usaba la polarización para identificar el ángulo y la dirección de la señal). Y resultó que ser parte del grupo de antenas resultaría invaluable a medida que florecía el campo de las antenas de microondas. . Como dice Norwood, aprendí un oficio.

En 1953, ella y su esposo fueron a California, y rápidamente consiguió un trabajo en Sylvania Electronic Defense Labs y estableció su rango de prueba de antenas, adquiriendo equipos de Bill Hewlett, SM '36 y Dave Packard. Aproximadamente un año después, ella, su esposo y su hija pequeña se mudaron a Los Ángeles, donde se unió al laboratorio de antenas de Hughes Aircraft, convirtiéndose en la única mujer entre los aproximadamente 2700 hombres en los laboratorios de investigación y desarrollo de la compañía. Fue a trabajar para Lester Van Atta, quien había realizado una investigación pionera en radares en el Rad Lab del MIT en los primeros días de la guerra y dirigía uno de los mejores equipos de antenas del país, dice Norwood. Construimos algunas antenas muy interesantes, algunas de las cuales les puedo contar.

Norwood, con su Brass Rat, maneja una regla de cálculo en 1963.

CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD

En uno de esos proyectos ahora desclasificados, diseñó una antena para un sistema que identifica amigos y enemigos. El IFF, como se le conoce, tiene que captar una señal distintiva transmitida por todos los aviones estadounidenses para evitar que los aviones de combate derriben a uno de los suyos. Pero tenía que asegurarse de que la antena IFF no bloqueara otra antena más grande montada detrás de ella: una antena de vigilancia de larga distancia que escanea el horizonte en busca de aviones o misiles enemigos. Hughes ahora posee una patente para la antena dipolo plegada en forma de S que se le ocurrió. Supongo que funcionó, dice, medio en broma. La tecnología de identificación de amigos o enemigos es tan vital que el desarrollo de sus componentes se dividió para asegurarse de que ninguna persona conociera todo el sistema.

Gestión de microondas (y hombres)

En 1957, se nombró a Norwood para dirigir el grupo de microondas del laboratorio de misiles de la empresa. Pero no a todos les agradó ver a una mujer ascender en las filas de Hughes. Como la primera mujer en unirse al personal técnico, inicialmente se le negó un permiso de estacionamiento para su lote ya que solo los hombres estacionaban allí. Un colega le dijo una vez que las mujeres, especialmente aquellas con niños, no deberían trabajar en los laboratorios. (Norwood tomaría solo tres días cuando nació el segundo de sus tres hijos, en 1959). Ahora que estaba a cargo de las antenas de microondas y los circuitos para misiles, un hombre renunció, diciendo que no quería trabajar para un mujer, o para una compañía lo suficientemente estúpida como para poner a una mujer en ese papel. (Regresó a Hughes varios años después y pidió trabajar en el grupo de Norwood. Ella dijo que no).

Norwood con los colegas de antena de Hughes en 1956; una antena patentada que ella diseñó; con Ethelwyn Pecora, la esposa del campeón de Landsat William Pecora, luego de ganar el Premio Pecora en 1979 por su contribución a la comprensión de la Tierra a través de sensores remotos.

CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD

En el laboratorio de misiles, ella y su grupo desarrollaron antenas para ayudar a los misiles Falcon a ubicarse en sus objetivos. Norwood también diseñó el transmisor y el receptor de microondas para el primer satélite de comunicaciones del mundo. En 1963, Syncom 2, abreviatura de comunicación sincrónica, hizo posible la primera llamada satelital bidireccional entre jefes de estado cuando el presidente Kennedy en Washington llamó al primer ministro Abubakar Tafawa Balewa de Nigeria a bordo de un barco estadounidense en el puerto de Lagos. Un año más tarde, Syncom 3 se utilizó para transmitir los Juegos Olímpicos de Tokio de 1964 a los EE. UU.

Envío de datos desde la luna

Mientras la NASA se preparaba para enviar al primer hombre a la luna, necesitaba un dispositivo de exploración que pudiera informar sobre la idoneidad de un lugar de aterrizaje propuesto. No querían que el hombre cayera por una grieta en la luna, recuerda Norwood.

Los dispositivos de reconocimiento anteriores habían enviado imágenes de su aproximación a la luna, pero todos se habían estrellado al aterrizar, dejándolos inútiles para examinar la superficie. Hubo una gran discusión sobre qué había debajo de la capa superior de la luna, que era todo lo que habíamos visto, dice Norwood. La gente tenía las ideas más extravagantes sobre lo que podría haber allí abajo. La teoría de que estaba hecho de queso verde era probablemente una de las más lógicas, dice riendo; algunos incluso pensaron que la luna podría ser una concha hueca. La NASA no aceptó esas teorías, pero necesitaba una nave que sobreviviera al aterrizaje para poder tomar imágenes en la superficie, recoger una muestra de suelo y analizarla.

Mientras otro grupo en Hughes abordaba el problema de lograr un aterrizaje suave, el desafío de asegurarse de que el módulo de aterrizaje, conocido como Surveyor, pudiera recibir comandos y enviar imágenes y datos a la Tierra recayó en Norwood y su grupo de microondas. Habiendo ideado formas de colocar antenas y transmisores diminutos y livianos entre las delicadas aletas de los misiles, estábamos acostumbrados a estar muy limitados en cuanto al espacio y el peso, dice ella. Así que éramos los obvios a los que dar ese trabajo.

De hecho, ella misma diseñó el transmisor que enviaba todos los datos de Surveyor a la Tierra. También supervisó el diseño de la antena del sistema, que describe como una completa novedad en ese momento. Una matriz plana que ahorra espacio en lugar de la típica parábola curva, se plegó de manera compacta para volar y luego se abrió en la luna. Estaba conectado a un panel solar que recolectaba la energía para hacer funcionar todos los sistemas de aterrizaje lunar.

Surveyor se lanzó el 31 de mayo de 1966, y Norwood, quien para entonces se había trasladado a lo que se convertiría en la división de sistemas espaciales, recuerda estar en Hughes y ver pantallas con una subalimentación que mostraba el centro de comando en el Jet Propulsion Lab (JPL) cuando llegó. la luna el 2 de junio. Un gran grito se elevó cuando el equipo del JPL confirmó, gracias al equipo de comunicaciones que Norwood y su equipo habían diseñado, que el Surveyor había aterrizado intacto. Cuando las señales que Surveyor envió a través del transmisor de Norwood se decodificaron en datos e imágenes, la NASA pudo confirmar que el sitio sería lo suficientemente duro y nivelado para que aterrizara una nave tripulada.

Preparándose para el primer plano de la Tierra

A los pocos meses del lanzamiento de Surveyor, Norwood había comenzado a pensar en un proyecto que no tuviera nada que ver con armamento o exploración espacial, uno que no involucrara el manejo de datos clasificados. No es divertido entrar en la llamada cámara negra donde tenías que poner tu trabajo en una caja fuerte cada vez que salías de la habitación, dice ella.

Sabía que la NASA y el Servicio Geológico de EE. UU. estaban hablando de construir un satélite para observar la Tierra y monitorear sus recursos. Con un satélite, puedes llegar a las cimas de las montañas y a todos los lugares que a los geólogos les gustaría conocer y de los que no tenían datos, dice ella. La NASA planeaba equipar el satélite con cámaras vidicon de haz de retorno (RBV), cámaras de televisión similares a las que se utilizan para las misiones lunares. La idea era capturar imágenes analógicas congeladas de la Tierra utilizando tres RBV con diferentes filtros para registrar las secciones verde, roja e infrarroja cercana del espectro electromagnético.

Pero Norwood pensó que un escáner multiespectral (MSS) podría ser más útil. Dicho escáner podría capturar tanto la luz visible como la invisible y clasificarla en más de tres bandas espectrales, creando un tesoro de información. Una banda, por ejemplo, permitiría el estudio de la calidad del agua; otro revelaría el vigor de las cosechas; un tercero podría mostrar absorción de clorofila; otros podrían usarse para determinar la humedad del suelo o la densidad de la capa de nieve.

De hecho, los agrónomos ya habían estado enviando espectrómetros en aviones para recolectar tales datos en una muestra de campos. Pero un escáner satelital recopilaría imágenes de manera continua, lo que permitiría a los agrónomos monitorear con precisión cuántos acres de cultivos específicos estaban creciendo, potencialmente en cualquier parte del mundo. Los arbolistas podrían detectar signos tempranos de enfermedades y plagas en los árboles y tomar medidas antes de que se propaguen. Aquellos que administran represas y cuencas hidrográficas tendrían fuentes regulares de datos sobre la humedad del suelo y las inundaciones. Los administradores del censo pudieron rastrear qué tan rápido se urbanizaron las tierras silvestres y agrícolas, y los economistas pudieron medir la prosperidad económica relativa de los vecindarios comparando la extensión de sus espacios verdes.

Además, el escáner sería digital. Sus detectores capturarían píxeles individuales, cada uno de los cuales representaría un área del tamaño aproximado de un campo de fútbol. Esos píxeles se unirían para formar líneas de datos que luego podrían compilarse para formar imágenes línea por línea. Las imágenes digitales podrían analizarse con computadoras y los datos de diferentes bandas espectrales podrían compararse, lo que ofrece mucha más precisión que el análisis visual de imágenes analógicas. Y esa capacidad de analizar datos espectrales hizo posible identificar el material del que se obtienen imágenes. Por ejemplo, los campos de trigo y maíz se verían iguales desde el espacio, pero podrían distinguirse por sus firmas espectrales únicas. Los posibles usos de un escáner multiespectral parecían infinitos.

Norwood y el secretario de Trabajo, James Hodgson, discuten cómo funciona el escáner multiespectral de Landsat en una conferencia en 1972.

CORTESÍA DE VIRGINIA NORWOOD

Norwood presentó su idea a los altos mandos de Hughes y recibió 100.000 dólares para desarrollar un prototipo para mostrárselo a la NASA.

Se reunió con usuarios potenciales para averiguar qué tipo de datos necesitaban y se concentró en las seis bandas espectrales que serían más útiles. Luego se dedicó a diseñar un sistema que pudiera generar imágenes de esas bandas de manera eficiente y transmitir los datos a la Tierra.

La NASA había determinado que el satélite orbitaría alrededor de los polos a una altura de 500 millas náuticas. Mientras viajaba de norte a sur mientras el planeta giraba debajo de él, el escáner de Norwood necesitaría registrar la luz reflejada en una franja diagonal de la Tierra de 100 millas náuticas de ancho. Con cada órbita, la Tierra habría rotado y una nueva franja de 100 millas náuticas estaría alineada para escanear. En el transcurso de 18 días, se podría escanear todo el planeta y luego se repetiría todo el proceso. El escáner siempre estaría en la misma relación con el sol en cada latitud, por lo que la iluminación sería uniforme cuando se juntaran las tiras.

Norwood se dio cuenta desde el principio de que el escáner no podía resistir el desgaste de moverse de un lado a otro para capturar el ancho de la tira. Así que tuvo la idea de usar un espejo que pudiera girar de un lado a otro para reflejar la luz en él. La luz entrante se filtraría en las seis bandas espectrales y luego se dirigiría a detectores separados para cada banda. Para mantener la velocidad de la órbita, el escáner necesitaría capturar seis líneas a la vez, por lo que cada banda espectral necesitaba seis sensores. Los datos del sensor se digitalizarían y enviarían a estaciones receptoras en tierra, donde podrían decodificarse en imágenes para cada banda espectral o combinarse según sea necesario para crear imágenes compuestas.

Norwood insistió en que el flujo de datos debería ser digital. La NASA tenía serias reservas, dudando que los datos MSS de seis bits pudieran producir imágenes de alta calidad. Pero sabía que una señal analógica continua sería difícil de procesar con precisión. La digitalización permitiría calibrar los niveles de fotones de cada sensor con mucha precisión. Y desea que sea preciso, dice: de lo contrario, obtendrá un desorden rayado cuando los datos se reconstruyan en imágenes. Así que trabajó con un colega de microondas en Hughes para descubrir la mejor manera de digitalizar los datos del sensor. A medida que el MSS tomara imágenes de los EE. UU., los datos se transmitirían a las estaciones terrestres de los EE. UU. en tiempo real; las imágenes del resto del mundo se almacenarían en cintas de video hasta que pudieran transmitirse a las estaciones estadounidenses. (Más tarde, se establecerían estaciones terrestres en todo el mundo).

En última instancia, los funcionarios de la NASA le dirían más tarde que los datos del MSS serían los primeros datos transmitidos digitalmente desde el espacio. Y establecería el estándar para la futura teledetección cuantitativa.

Para crear la configuración del espejo pivotante, Norwood llamó a Web Howe, un inventor residente en Hughes. Howe volvió con un ingenioso diseño aprovechando la baja gravedad en el espacio; el espejo pivotante se balanceaba adelante y atrás mientras sus bordes golpeaban los parachoques a ambos lados. Sin fuerzas externas en el espejo (en el espacio, sería ingrávido y no encontraría resistencia del aire), la inercia mantendría el espejo golpeando de un lado a otro entre los parachoques a un ritmo constante de más de 13 veces por segundo. Cada vez que se balanceaba en una dirección, los sensores capturaban de la luz reflejada otras seis líneas de datos para cada banda espectral, siguiendo el ritmo del satélite mientras viajaba hacia el sur. Y cada vez que el espejo retrocedía, capturaba la luz de una lámpara de calibración.

Norwood entendió la brillantez del diseño de Howe, pero tuvo que convencer a muchos detractores de que funcionaría. La gente de Hughes era principalmente gente de electrónica, dice ella. Y se estremecieron ante la idea de este espejo mecánico.

Si algunos en Hughes se mostraron escépticos, muchos investigadores del Servicio Geológico de EE. UU. y la NASA estaban convencidos de que el MSS no podría proporcionar datos útiles. Todos estaban familiarizados con las cámaras de televisión vidicon utilizadas para las misiones Surveyor y Apollo y estaban acostumbrados a las imágenes analógicas de cuadro completo que capturaban. Se resistieron a la idea de lanzar un dispositivo mecánico no probado que escaneaba línea por línea y dependía de un espejo que golpeaba, de todas las cosas. El debate sobre qué sistema debería prevalecer se prolongó durante más de un año. Los cartógrafos como yo desconfiábamos mucho del escáner multiespectral, que no podíamos creer que tuviera integridad geométrica, confesaría más tarde el cartógrafo del USGS, Alden Colvocoresses.

Los únicos que eran realmente escépticos con los que me encontré realmente no entendían cómo funcionaba. Sabían que había un espejo golpeando, dice Norwood. Simplemente sintieron que eso era demasiado crudo. Afortunadamente, agrega, solo tuvo que convencer a su alta gerencia, y todos eran personas bastante inteligentes.

Cuando la NASA solicitó una reducción en los requisitos de tamaño, peso y potencia del escáner, Norwood y su equipo redujeron el diseño de un escáner de seis bandas a uno con cuatro bandas. El prototipo, que medía 89 por 59 por 40 centímetros, tenía un espejo ovalado de 9 por 13 pulgadas (hecho de berilio para que resistiera los golpes y no se deformara ni vibrara) y los controvertidos parachoques que hicieron temblar a los ingenieros. . Pesaba solo 48 kilogramos, o alrededor de 105 libras.

Norwood hizo que los investigadores cargaran una versión de placa de prueba del escáner en la parte trasera de un camión. Se trataba de sólo un montón de cajas, dice ella. Podríamos usar todo el peso que quisiéramos. Condujeron por California, escaneando Half Dome, Yosemite Valley y el horizonte de San Francisco. Habiendo trabajado tanto en las especificaciones, a Norwood no le sorprendió la alta calidad de las imágenes de prueba.

Una versión de prueba del escáner multiespectral de Norwood capturó esta imagen en falso color de Half Dome desde un camión dos meses antes del lanzamiento de Landsat 1.

CORTESÍA DE LA NASA

La NASA puso fin al debate entre RBV y MSS al decidir incluir ambos en el satélite. No hubo tiempo ni dinero para convertir el prototipo de Norwood en un producto final refinado, por lo que se utilizó el prototipo en sí. Como dice su hija, Naomi Norwood, nadie esperaba que funcionara excepto mi madre y algunas otras personas que trabajaron en ello. La mayoría de la gente asumió que los vidicons serían valiosos; el escáner se consideró experimental. La persona promedio no se dio cuenta de la imagen distorsionada que emite una cámara de televisión, dice Norwood. Queríamos precisión científica.

Un debut impresionante

El 23 de julio de 1972, Norwood se sentó con su esposo y su hijo menor en las gradas de la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg de California mientras se lanzaba el Satélite de Tecnología de Recursos Terrestres (que luego pasaría a llamarse Landsat 1) con su prototipo MSS a bordo. Nunca había visto el lanzamiento de un cohete en persona, dice. Eso fue emocionante.

Dos días después, los investigadores se reunieron en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA para ver los primeros datos del MSS traducidos en imágenes. Cuando las escenas de nubes dieron paso a imágenes onduladas de tierra, un técnico se quejó del terrible patrón muaré. Pero pronto se dieron cuenta de que la imagen era de las montañas Ouachita en Oklahoma, las líneas onduladas representaban con precisión los pliegues de la cordillera. A un geólogo se le llenaron los ojos de lágrimas. Estaba tan equivocado sobre esto, admitió otro, que había sido un escéptico de MSS. No voy a comer cuervo. No suficientemente grande. Voy a comer cuervo.

Once días después del lanzamiento, un aumento masivo de energía en el satélite destruyó una de las dos grabadoras de video que almacenaban imágenes RBV y datos MSS recopilados mientras el satélite estaba fuera del alcance de las estaciones terrestres de EE. UU. Tres días después, una segunda subida de tensión vinculada a los RBV sacudió el satélite, haciendo que apuntara en dirección opuesta a la Tierra, amenazando la misión. El satélite se enderezó solo después de que se apagaron los RBV, y los ingenieros decidieron calladamente dejarlos apagados para siempre. Los datos que el MSS de Norwood enviaba a la Tierra, digitalmente, producían imágenes asombrosamente claras y nítidas.

Iba a reuniones y la gente saltaba de un lado a otro porque habían descubierto otro uso para los datos, dice. Y no solo los científicos: durante años, cualquier persona en el mundo podía comprar una imagen Landsat de cualquier lugar de la Tierra por solo $ 1,25. El acceso a las imágenes y los precios cambiaron a lo largo de las décadas, pero en 2009, todos Imágenes Landsat estuvo disponible de forma gratuita.

Imagen de Landsat del Monte St. Helens después de su erupción de 1980. Y Norwood, de 94 años, hace un recuento diario de las especies de aves.

MICHELLE GROSKOPF (NORWOOD); USGS/NASA LANDSAT

Norwood participó en las siguientes cuatro versiones de Landsat, que se lanzaron en 1975, 1978, 1982 y 1984; Landsats 4 y 5 volaron no solo versiones de su MSS de cuatro bandas, sino también su diseño original. (Llamado mapeador temático, escaneó seis bandas espectrales como ella había imaginado inicialmente, más una más). En 1977 pasó al grupo de sistemas de electro-óptica en Hughes, donde se desempeñó como científica principal y luego como ingeniera de laboratorio. , trabajando en el diseño de grandes antenas activas para el espacio y otros proyectos gubernamentales altamente clasificados.

Al jubilarse en 1989, Norwood comenzó a coleccionar y restaurar relojes antiguos, a menudo mecanizando sus propias piezas para hacer el trabajo. Continúa disfrutando de un entusiasmo de toda la vida por los autos deportivos (aunque su licencia caducó durante la pandemia, dice que su Mazda Miata azul plateado de seis velocidades se maneja mejor que sus anteriores Jaguar, MG y Alfa), y se ha convertido en una entusiasta observadora de aves. , enviándole un correo electrónico a su hija todas las mañanas con el recuento diario de especies en su patio trasero (una vez contó 18).

Mientras tanto, el programa de escaneo Landsat que ella creó ha estado vigilando el mundo desde 1972. Los escáneres han seguido evolucionando a lo largo de los años, y Landsat 8, que se lanzó en 2013, presenta el diseño de escoba que ella había creado. Originalmente quería construir. Sus detectores están dispuestos a lo largo de la franja que se está fotografiando, muestreando cada línea a medida que el satélite se mueve en su órbita, sin necesidad de espejo. Esa habría sido mi primera opción, ese diseño, dice ella. De hecho, configuré uno. Pero no teníamos los detectores, eso requiere miles de detectores sin espacios. Landsat 9 está programado para lanzarse en septiembre de 2021.

El impacto de Landsat ha sido mucho mayor de lo que nadie podría haber imaginado en 1972. Más allá de desempeñar un papel clave en el inicio de la era de las imágenes digitales, sus escáneres han documentado la casi desaparición del Mar de Aral entre Kazajstán y Uzbekistán, un lago que fue el lago más grande del mundo. cuarto más grande antes de que dos de sus ríos alimentadores fueran desviados para uso agrícola. Las imágenes de Landsat de los incendios del Parque Yellowstone de 1988 mejoraron enormemente nuestra comprensión de la ciencia del fuego. También tiene documentado cosas como el retroceso de los glaciares, el impresionante crecimiento de Beijing y la erupción del Monte St. Helens en 1980.

Norwood, quien este año ganó un premio a la trayectoria de la Sociedad Estadounidense de Fotogrametría y Detección Remota, está especialmente complacido de que Landsat haya podido capturar imágenes de partes del mundo que nunca antes se habían capturado. Pero su imagen Landsat favorita tiene un significado más personal. Me gusta el que tiene mi casa, dice. Capturada por el Landsat original en uno de sus primeros pases sobre Los Ángeles en 1972, ahora cuelga en un pasillo de su casa. Presenta una imagen nítida de Los Ángeles y una parte del Pacífico, su propia casa modesta escondida entre los contornos de las montañas de Santa Mónica.

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