Bajo el cielo azul, el radar terrestre capta con precisión cada sutil cambio en la composición atmosférica; en medio del vasto cosmos, las cargas útiles de los satélites tejen silenciosamente una «red celeste» para proteger la Tierra; cerca de un cráter permanentemente en sombra en el polo sur lunar, una «tecnología secreta» china está a punto de desvelar el misterio de las fuentes de agua.

En el vasto universo, entre el cielo y la tierra, se encuentran las décadas de dedicación y profunda investigación de Liu Wenqing, académico de la Academia China de Ingeniería y director del Comité Académico del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Anhui, Institutos de Ciencias Físicas de Hefei, Academia China de Ciencias. El 17 de abril, dos cargas útiles satelitales principales, desarrolladas independientemente por su equipo, fueron lanzadas con éxito a órbita a bordo de la sonda DQ-2, lo que permite el monitoreo continuo de la atmósfera global. Este año, la Chang’e-7 llevará a la Luna los instrumentos más novedosos del equipo para realizar la detección in situ de hielo de agua en las regiones polares lunares, superando las limitaciones de los métodos de detección tradicionales.

Con raíces en la Tierra, contemplando el cielo azul, se aventura al cosmos para explorar lo desconocido. Cree firmemente que el camino de la investigación científica es arduo, y solo quienes perseveran ante las dificultades y se mantienen fieles a sus aspiraciones originales pueden alcanzar la cima.

El académico Liu Wenqing lleva mucho tiempo profundamente involucrado en la tecnología de monitoreo óptico ambiental. Este campo integra la ciencia óptica con la tecnología de la información moderna para adquirir parámetros ambientales, y posee ventajas sobresalientes como el monitoreo dinámico en tiempo real, la teledetección sin contacto, un amplio rango de monitoreo y un bajo costo. Representa la dirección principal y la tecnología central del monitoreo ambiental internacional. En su sistema de investigación, el lidar y el radar de microondas son el equipo central para el monitoreo ambiental terrestre de alta precisión y pilares fundamentales para la aplicación de la óptica ambiental en ingeniería.

El lidar se originó a partir de la tecnología de detección y medición de distancias por ondas de radio y, con la llegada de los láseres, se volvió práctico, convirtiéndose en una de las herramientas fundamentales para el monitoreo ambiental. En el sistema de observación atmosférica, el lidar y el radar de microondas presentan una clara división de funciones y ventajas complementarias: el lidar observa el entorno, mientras que el radar de microondas observa el clima. El lidar es experto en la detección de gases traza, con una sensibilidad que oscila entre una parte por mil millones y una parte por billón. Destaca en la detección de aerosoles, contaminantes y gases de efecto invernadero, sirviendo como un «microscopio» para los científicos ambientales. El radar de microondas se centra en elementos meteorológicos como nubes, niebla y lluvia, operando de forma estable en cualquier condición climática y actuando como un «ojo de largo alcance» para la predicción meteorológica. La observación combinada de estos dos instrumentos puede revelar con precisión los cambios en el entorno atmosférico y los patrones de transmisión de la contaminación, proporcionando un sólido respaldo para un control preciso de la contaminación.

Partiendo de esta base, el equipo del académico Liu Wenqing extendió tecnologías centrales consolidadas en óptica ambiental desde la Tierra al espacio. El 17 de abril, mi país lanzó con éxito el satélite DQ-2 (Detección Integral de Gases de Efecto Invernadero de Alta Precisión) desde Jiuquan. El satélite transporta cinco instrumentos clave, entre los que destacan el detector de composición atmosférica EMI-NL y el generador de imágenes de nubes y aerosoles CAPC, desarrollados de forma independiente por el equipo del académico Liu Wenqing en el Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Anhui, perteneciente a la Academia China de Ciencias.

El EMI-NL, considerado el instrumento de tercera generación para el monitoreo atmosférico del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Anhui, se centra en el monitoreo de contaminantes como el dióxido de nitrógeno, el dióxido de azufre, el ozono y el formaldehído. Posee una doble perspectiva: puede observar la distribución horizontal de la contaminación con una alta resolución de 7 kilómetros y, además, analizar la estructura vertical de la atmósfera, compensando así las limitaciones de las observaciones planares. Esta es la primera vez a nivel internacional que se logran observaciones simultáneas de imágenes del nadir y el borde de la atmósfera, lo que permite una reconstrucción tridimensional de la distribución global de la contaminación, el rastreo preciso de las fuentes de contaminación y la cuantificación de los flujos de emisión.

El generador de imágenes de nubes y aerosoles CAPC se centra en el monitoreo de nubes y aerosoles. Mediante tecnología de polarización multiángulo, adquiere información clara sobre la distribución de nubes y partículas, proporcionando corrección atmosférica para otras cargas útiles, reduciendo eficazmente la interferencia de nubes y bruma, y ​​mejorando significativamente la precisión y confiabilidad del monitoreo de gases de efecto invernadero.

Tras su entrada en órbita, el satélite DQ-2 formará una red matutina y vespertina con el satélite DQ-1, que ya se encuentra en órbita, logrando un monitoreo atmosférico global ininterrumpido las 24 horas. Los datos se utilizarán ampliamente en campos como la protección ecológica y ambiental, la meteorología, la agricultura y los recursos naturales, proporcionando un sólido respaldo de datos para la reducción de la contaminación, la reducción de carbono y la construcción de una civilización ecológica en nuestro país. Las cargas útiles de teledetección óptica de alta precisión EMI-NL y CAPC comparten el mismo origen, principios y objetivos que la tecnología lidar, construyendo conjuntamente un sistema integrado de monitoreo ambiental espacio-terrestre que combina radar terrestre y teledetección espacial.

Liu Wenqing afirmó que los contaminantes y los gases de efecto invernadero tienen el mismo origen, y que la reducción y el control de las emisiones presentan una sinergia significativa. Sin embargo, debido a las diferencias en las bandas espectrales, las tecnologías y los métodos de monitoreo varían. Tras años de investigación, nuestro país ha logrado avances significativos en los campos de los componentes ópticos y electrónicos. En óptica ambiental y radar, desde láseres y detectores hasta procesadores de señales, la tasa de localización supera el 99%, logrando prácticamente la producción nacional completa, con componentes y equipos centrales totalmente controlables de forma independiente.

«Nuestra carga útil satelital de monitoreo de contaminantes atmosféricos cubre una brecha tecnológica, proporcionando datos chinos sobre componentes clave de gases globales. Sus indicadores técnicos han alcanzado niveles avanzados internacionales, dando un salto cualitativo y pasando de estar en vías de desarrollo a mantenerse a la vanguardia en la tecnología satelital de monitoreo de la contaminación atmosférica», declaró.

Simultáneamente, el equipo promoverá tecnologías avanzadas de monitoreo ambiental en los países de la Iniciativa de la Franja y la Ruta, contribuyendo a la gobernanza ecológica y ambiental global con tecnología china original.

Envío de LiDAR y LiDAR de ozono al espacio.

El documento «Opiniones sobre la promoción integral de la construcción de una China hermosa» propone fortalecer la gestión ambiental de las sustancias que agotan la capa de ozono y los hidrofluorocarbonos. Para 2027, la concentración promedio nacional de material particulado fino (PM2.5) disminuirá a menos de 28 microgramos por metro cúbico, y todas las ciudades de nivel de prefectura y superiores se esforzarán por cumplir con el estándar; para 2035, la concentración nacional de PM2.5 disminuirá a menos de 25 microgramos por metro cúbico, logrando un aire limpio y cielos azules de forma constante.

Tomando como ejemplo el medio ambiente atmosférico, el PM2.5 y el ozono son actualmente los dos principales contaminantes que afectan la atmósfera. El ozono, como contaminante secundario, se ve afectado por múltiples factores, como las emisiones industriales, lo que dificulta su control.

“Nuestro objetivo principal en esta etapa es enviar lidar, incluyendo lidar de ozono, a plataformas satelitales. El monitoreo terrestre solo puede obtener datos puntuales, mientras que el lidar espacial tiene resolución de alcance y puede lograr cobertura global; combinado con la tecnología de análisis en tiempo real de la electrónica a bordo, los datos de concentración se pueden adquirir rápidamente después del paso del satélite, y los resultados del monitoreo se pueden obtener en tan solo unos minutos, reduciendo significativamente el retraso en el procesamiento de datos de varios días que se requería anteriormente”, afirmó Liu Wenqing.

Las tecnologías ambientales de alta tecnología son un motor crucial para el desarrollo verde, bajo en carbono y seguro de China. Con los datos como prioridad y respaldado por importantes proyectos nacionales, mi país está desarrollando nuevos métodos y tecnologías de monitoreo ambiental de alta sensibilidad, investigando e industrializando una serie de equipos de monitoreo ambiental atmosférico y promoviendo la mejora continua de mi tecnología de monitoreo ambiental.

De cara al futuro, el objetivo de Liu Wenqing es llevar la tecnología de monitoreo ambiental de China más allá de la Tierra, al espacio profundo. Este año, los instrumentos desarrollados por su equipo se transportarán en la misión Chang’e-7 para realizar la detección in situ de hielo de agua en las regiones polares lunares, revelando así su origen y composición. Simultáneamente, los instrumentos desarrollados en colaboración con la Universidad China de Hong Kong se transportarán en la misión Tianwen-3 para detectar trazas de vapor de agua y sus isótopos en la atmósfera marciana, revelando el proceso de escape del agua en Marte.

«Espero aplicar estas tecnologías al espacio exterior, proporcionando un apoyo crucial en la percepción ambiental para misiones de exploración del espacio profundo, como la construcción de estaciones de investigación lunar y la evaluación de riesgos ambientales del suelo lunar», declaró Liu Wenqing.

Alcanzar la cima del éxito se resume en: perseverancia.

Comenzando como mecánico, llegó a ser académico de la Academia China de Ingeniería; tras renunciar a lucrativas oportunidades en el extranjero, regresó con determinación a China para iniciar la investigación y comercializar sus hallazgos desde cero. Lo que sostuvo a Liu Wenqing a lo largo de su arduo camino de superación de dificultades e innovación pionera fue su firme convicción en la transformación del conocimiento en tecnología y en asegurar que los resultados de la investigación se arraiguen y prosperen.

Él cree que el excelente entorno científico y tecnológico de su país en la nueva era ofrece un amplio escenario para los investigadores. Los jóvenes, siempre que tengan ideas, habilidades y voluntad de trabajar arduamente, pueden tener la oportunidad de demostrar su talento. A menudo anima a sus estudiantes, diciéndoles que una carrera de investigación es corta y que su verdadero valor no reside en las ganancias o pérdidas personales, sino en la capacidad de los instrumentos y tecnologías desarrollados para servir al país y beneficiar a la sociedad.

En su opinión, los jóvenes investigadores contemporáneos, llenos de entusiasmo por la investigación, necesitan un entorno de investigación relajado, un espacio de exploración independiente y la satisfacción y realización que proviene de la comercialización exitosa de sus resultados, más que recompensas materiales.

Ante la actual situación de feroz competencia y recursos limitados en la investigación científica, propone reducir adecuadamente el umbral para la presentación de solicitudes de proyectos, permitiendo así que más jóvenes apasionados por la investigación se dediquen por completo a la investigación y la comercialización. Actualmente, el equipo de investigación de Liu Wenqing está liderado por jóvenes profesionales nacidos en las décadas de 1980, 1990 y 2000.

«El camino de la investigación científica es arduo y accidentado. Ya sea que se dediquen a la investigación teórica, la investigación básica, el desarrollo tecnológico o la transferencia de tecnología, si perseveran, sin duda superarán las dificultades y el futuro será muy prometedor. En este camino arduo, solo quienes no temen las dificultades tienen la esperanza de alcanzar la cima. Y el hecho de alcanzar o no esa cima depende de dos palabras: perseverancia», afirmó Liu Wenqing.