O INPE no sculo XXI Desafios e Oportunidades

O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades Gilberto Câmara Diretor, INPE <http: //www. dpi. inpe. br/gilberto> Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento http: //creativecommons. org/licenses/by-nc-sa/2. 5/br/

O INPE no Século XXI O Brasil será o primeiro país tropical desenvolvido e a primeira potência ambiental do Século 21 INPE é referência mundial em P&D sobre Espaço e Ambiente para os trópicos

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO SATÉLITES Observação da terra e do universo SISTEMAS DE SOLO Controle de satélites, recepção e distribuição de dados espaciais GERAÇÃO DE CONHECIMENTO P&D em Espaço e Ambiente ACESSO AO CONHECIMENTO Produtos inovadores e singulares para a sociedade

Satélites: a estratégia brasileira Brasil = ator global em observação da terra Acordos bilaterais (China, Reino Unido, Argentina) Organizações internacionais (CEOS, GEO)

CBERS-3 Lattes-1 GPM-BR Amazônia-2 CBERS-6 Lattes-2 SABIA MAPSAR CBERS Plataforma Multi-missão GEO Met BR Geostac. 2020 2019 2018 2017 CBERS-5 CBERS-4 Amazônia-1 2016 2015 2014 2013 2012 2011 2010 Satélites Brasileiros: 2010 -2020

Satélites Brasileiros de Imageamento 100 MUX CBERS-3/4 50 Mapeamento Florestal CCD CBERS-2/3/4 Revisita (dias) MUX CBERS-5/6 10 BRSAR modo 2 Descrição Uso do Solo Detecção Desmatamento BRSAR modo 1 5 AWFI CBERS-5/6 AWFI CBERS-3/4 Amazonia-1 WFI CBERS-2 Mapeamento Agricultura 1 1 5 10 50 Resolução (metros) 100 500 1000

CBERS: exemplo de cooperação Sul-Sul Lançamento do CBERS-2 B (19 setembro 2007)

CBERS: Satélites e vida útil 99 CBERS-1 CBERS-2 B (em oper) CBERS-3 (em fabric) CBERS-4 (em fabric) CBERS-5 (planej) CBERS-6 (planej) 2001 Set/99 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 Mar/03 Out/03 Mar/09 Set/07 Jun/11 Set/14 Set/17 Set/20 2023

LIT – Laboratório de Integração e Testes Infra-estrutura completa para montagem e qualificação de satélites 70. 000 homens-hora de testes industriais por ano

Integração do CBERS-2 B no INPE (2006 -2007) Laboratório de Integração e Testes do INPE

LIT: Nova câmara anecóica (2009)

Evolução da plataforma CBERS Massa Potencia Elétrica Taxa de transmissão Vida útil (99%) CBERS 1, 2, 2 B CBERS 3, 4 1450 kg 1980 kg 1100 W 166 Mbps 2300 W 303 Mbps 2 anos 3 anos

Câmeras do CBERS 3 – 4 Visível Infraverm. Próximo Infravermelho onda curta Infraverm. termal Infravermelho refletido AWFI 60 m (720 km) IRMSS 40 m (120 km) CCD 20 m (120 km) MUX 5/10 m(60 km) 0. 4 0. 5 0. 7 0. 9 China 1. 5 1. 7 2. 1 2. 3 Brasil 3. 5 3. 7 3. 9 10 12 µm

Divisão Trabalho CBERS-3, 4 China Brasil TCS – Controle Térmico Estrutura AOCS – Controle de Atitude EPSS – Suprimento de Potência OBDH – Gerenciamento de Dados TTCS – Telecomunicações de serviço SCS – Circuitos MUX - Câmera multiespectral(20 m) PAN - Câmera pancromática (5 m) AWFI - Câmera de larga cobertura(73 m) IRS - Câmera infravermelho (40 m) DDR – Gravador de dados SEM – Sensor clima espacial DCS – Sistema de coleta de dados PIT – Transmissor de dados MWT – Transmissor de dados

CBERS 3 -4: contratos industriais Empresa OPTO R$ 85. 100. 052. 10 OMNISYS R$ 3. 040. 614. 08 OMNISYS R$ 10. 188. 733. 26 AEROELETRONICA R$ 24. 704. 596. 56 CENIC R$ 49. 442. 106. 58 MECTRON R$ 11. 664. 560. 07 OPTO/EQUATORIAL R$ 60. 589. 870. 55 OMNISYS R$ 39. 976. 407. 51 MECTRON R$ 7. 858. 848. 00 NEURON R$ 2. 772. 054. 75 OMNISYS R$ 14. 884. 414. 17 ORBITAL R$ 5. 319. 287. 59 ORBISAT R$ 800. 00 FUNCATE R$ 329. 560. 00 CENIC R$ 3. 459. 986. 00 R$ 320. 131. 091. 22

Construção do CBERS-3 (2008 -2010) Visita do presidente Lula à CAST para conhecer o modelo de engenharia do CBERS-3 (20 -05 -2009)

CBERS-3: Problemas componentes Computador de bordo (AOCC) Atraso de 20 meses Comunicação de bordo (TT&C) Atraso de 24 meses

CBERS-3: Problemas componentes Atraso médio dos subsistemas brasileiros: 21 meses Razões dos atrasos Embargo de componentes pelos EUA: 60% Compra de componentes pelo INPE: 30% Outros: 10% Origem do Problema: Lei brasileira prejudica empresa nacional (componentes são taxados em 100%) Causa imediata: INPE tenta comprar componentes para reduzir custos, sofre embargos, faltam recursos e gera-se problemas com AGU

Plataforma multimissão Suporte comum para diferentes missões espaciais Órbita entre 600 a 1200 km Carga útil: 280 kg Plataforma: 250 kg

Amazônia-1: Primeira missão da PMM (2011) AWFI 0, 45 -0, 52 B Bandas espectrais( m) 0, 52 -0, 59 G 0, 63 -0, 69 R 0, 77 -0, 89 NIR Resolução (m) 40 Largura de faixa(km) 780 5 Revisita global (dias) Satélite de imageamento óptico Cobre a Terra a cada 5 dias

PMM: Contratos industriais Estrutura CENIC Propulsão FIBRAFORTE Suprimento Energia MECTRON Telemetria de Serviço MECTRON Gerenciamento das ATECH tarefas acima Controle de atitude INVAP Câmera AWFI OPTO

Testes da PMM no INPE-LIT (2008)

Sistema de controle da PMM: Contrato com INVAP (Argentina) ARSAT (satelite geoestacionário argentino) Razões do acordo INPE-INVAP Preço e Qualidade Acesso à tecnologia Reuso nas demais missões da PMM Teste do SAC-D no LIT (2008)

Tecnologia brasileira de câmeras: evolução Amazônia-1 AWFI (R$ 38 M) CBERS-AWFI (R$ 60 M) 40 m resolution 60 m resolution 720 km swath CBERS-CCD (R$ 85 M) 780 km swath 120 km swath 20 m res

RALCAM 3: Câmera inglesa no Amazonia-1 Largura de faixa 20 km Resolução 12 m Massa (kg) 9. 95 Potencia 17 V 1 A (max) 470 -570 nm 500 -600 nm Bandas espectrais 600 -700 nm NIR 780 -880 nm RALCAM-3 é uma camera adicional à AWFI no Amazonia-1

LATTES (missões EQUARS e MIRAX) MIRAX: Hard and soft X-rays EQUARS Temperatura na Estratosfera Bolhas ionosféricas Vapor d’água na Troposfera

Global Precipitation Mission (GPM-BR) Contribuição brasileira à constelação de satélites GPM Sensor passivo de microondas Detector de raios Cooperação Brasil-França Medidas de precipitação

SABIA-MAR 16 bandas : 350 -2130 nm Swath 2800 km Resolução: 1 km Cooperação Brasil-Argentina observação da cor do oceano

LANDSAR (Satélite SAR Brasileiro) Agricultura Monitoramento global de ecossistemas terrestres Banda L multi-polarizada Amazonia

Motivação do LANDSAR: Cobertura de nuvens na Amazônia São Félix do Xingu, Pará, município com maior desmatamento, coberto por nuvens de Outubro a Maio

Modos de operação do LANDSAR Scan. SAR (faixa larga) Cobertura: 560 km Resolução: 30 m x 30 m Tempo de revisita global: 5 dias Polarização: HH+HV Strip. MAP (faixa estreita) Cobertura: 115 km Resolução: 10 m x 10 m Tempo de revisita global: 25 dias Polarização: HH+HV

BRMET (Satélite Meteorológico Geoestacionário) Brasil precisa de imagens e dados meteorológicos com cobertura operacional (a cada 15 minutos) Satélites americanos (GOES) e europeus (METEOSAT) não suprem as necessidades do Brasil

BRMET (Satélite Meteorológico Geoestacionário) BRMET (50 W) BRMET: satélite dedicado à observação da América do Sul

BRMET (Satélite Meteorológico Geoestacionário): Exemplos de produtos Precipitação por satélite Temperatura superfície mar BRMET: Melhoria na previsão do tempo e no serviço à sociedade

CBERS 05/06: Proposta preliminar Continuidade dos dados ópticos CBERS Média Resolução (5 -20 metros) Cobertura global frequente Dados multiespectrais

Câmeras do CBERS 5 – 6 (em discussão) Visible – Near IR Medium wave IR Short wave IR Thermal IR IRMSS 20 m (120 km) AWFI-2 20 m (720 km) MUX 5/10 m (120 km) 0. 4 0. 5 0. 7 0. 9 1. 5 1. 7 2. 1 2. 3 3. 5 3. 7 3. 9 10 12 µm Built by China Built by Brazil

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO SATÉLITES Observação da terra e do universo SISTEMAS DE SOLO Controle de satélites, recepção e distribuição de dados espaciais GERAÇÃO DE CONHECIMENTO P&D em Espaço e Ambiente ACESSO AO CONHECIMENTO Produtos inovadores e singulares para a sociedade

Sistemas de solo Estação Recepção Imagens Cuiabá Centro de Controle de Satélites

Imagens: para entender mudanças no Brasil

CBERS-2 B HRC (PAN - 2, 7 m) + CCD (multiespectral, 20 m) Guarulhos, Sao Paulo, Março 2008

Distribuição de imagens pelo INPE CBERS e LANDSAT (2004 -2008) 16, 000 Usuários (51% são empresas privadas)

Gerenciamento do território “No ano de 2004 fizemos 26 grandes operações de fiscalização; em 2007 fizemos 197 operações de fiscalização, graças às imagens CBERS” (IBAMA). “As imagens CBERS me deram a liberdade de ter dados disponíveis sempre que preciso” (empresa privada).

Pesquisa usuários CBERS (2009) 2. 200 respostas para 16. 000 cadastros (13%) Respostas (13%) Quantos empregos foram criados para prestar serviços com imagens CBERS? Qual o total de faturamento com serviços usando imagens CBERS? Estimado 3. 500 15. 000 R$ 32 milhões R$ 100 milhões

“A few satellites can cover the entire globe, but there needs to be a system in place to ensure their images are readily available to everyone who needs them. Brazil has set an important precedent by making its Earth-observation data available, and the rest of the world should follow suit. ”

CBERS: um satélite global Miyun Urumchi Aswan Maspalomas Chetumal Ghuangzhou Bangcoc Boa Vista Gabon(? ) Nairobi(? ) Darwin(? ) Cuiabá Alice Springs (? ) Jo´burg Estações de recepção CBERS atuais (linhas sólidas) e previstas (tracejado) cobrirão a área tropical do planeta

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO SATÉLITES Observação da terra e do universo SISTEMAS DE SOLO Controle de satélites, recepção e distribuição de dados espaciais GERAÇÃO DE CONHECIMENTO P&D em Espaço e Ambiente ACESSO AO CONHECIMENTO Produtos inovadores e singulares para a sociedade

Impacto das Publicações Entidade C/A* 1 a Instituto Butantan 3, 01 2 a UNIFESP 2, 94 3 a USP 2, 89 4 a UFSM 2, 80 5 a UFMG 2, 61 6 a UFSC 2, 58 7 a UFRGS 2, 56 8 a UNICAMP 2, 51 9 a INPE 2, 50 10 a FIOCRUZ 2, 48 Fonte: Rogério Meneghini/Bireme

P&D em Espaço e Ambiente Clima Espacial Astrofísica Previsão Numérica do Tempo B 1 -low A 2 -high Mudanças Climáticas e Ciência do Sistema Terrestre

R&Dem Programs INPE (2) P&D Espaço at e Ambiente Tecnologia Satélites Computação e Geoinformática Tecnologias Espaciais Sensoriamento Remoto

Clima Espacial Atividade solar Vento solar Magnetosfera da Terra IONOSFERA Fonte: NOAA + ESA modificado

Impactos do Clima Espacial

Monitoramento do Clima Espacial Cintilação ionosfera

Previsão Numérica de Tempo (CPTEC) Previsão Observações PCD Supercomputador Produtos Numéricos Divulgação

Desempenho do modelo CPTEC

Santa Catarina – Novembro 2008

Previsão de chuva pelo modelo ETA 20 km (máximo de 150 mm em 3 dias)

Modelo ETA 5 km com melhor parametrização de chuva, a ser usado no novo supercomputador (máximo de 400 mm em 3 dias)

Modelagem de Mudanças Climáticas Large. Scale Data Megacenários Centros Mundiais Emissões CO 2 Índice de Vegetação B 1 -low Cenários Regionais Políticas Públicas Centros Regionais (e. g. , INPE)

El Niños mais intensos? foto: Juca Martins

Aumento dos extremos climáticos? Aumento de número de dias com chuva > 10 mm

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO SATÉLITES Observação da terra e do universo SISTEMAS DE SOLO Controle de satélites, recepção e distribuição de dados espaciais GERAÇÃO DE CONHECIMENTO P&D em Espaço e Ambiente ACESSO AO CONHECIMENTO Produtos inovadores e singulares para a sociedade

Resultados do INPE para a sociedade Produtos e serviços inovadores e singulares

Contribuições do INPE ao Brasil Energia Ecossistemas Agricultura Saúde Clima Defesa Civil Gestão de Cidades

Benefícios do satélites brasileiros CBERS AMZ-1 Energia Ecossistemas GPM-BR SABIA BRSAR Saúde Agricultura Defesa Civil Clima Cidades BRMET

Produtos de tempo e clima Produtos numéricos Previsão de tempo Previsão climática sazonal

Previsão de qualidade do ar (CO) 16 -04 -2008 valida for 17 -04 -2008 Verificação por imagem MODIS 17 -04 -2008

Monitoramento da Amazônia por Satélites Imagem CBERS-HRC (2, 5 metros) Degradação Desmatamento Science (27 Abril 2007): “O sistema brasileiro de monitoramento de florestas tropicais por satélite é a inveja do mundo”.

Monitoramento do desmatamento da Amazônia: PRODES ~230 scenes Landsat/year Taxa anual de desmatamento PRODES: Estimativas detalhadas anuais de áreas de corte raso

DETER: Monitoramento de Desmatamento em Tempo Real Alertas de novas áreas desmatadas a cada 15 dias

CANASAT: Mapeamento cana de açúcar

Espaço e Sociedade: Geoinformática em suporte a políticas públicas Mapeamento de violência urbana Saúde Pública Hepatite-B em Macapá Software livre para gestão cidades

Como fazer o programa espacial ter o tamanho do Brasil? País EUA Europa Agência NASA Orçamento Anual (US$ milhões) 17. 300 ESA 3. 000 China CNSA 2. 000 Japão JAXA 1. 800 Índia ISRO 1. 300 Brasil AEB 120 Dados de 2008

Orçamento satélites INPE (2004 -2009) e Projetos Prioritários MPOG (2009 -2010)

Orçamento do INPE 2002 -2009 (Reais)

O INPE produz cada vez mais. . . mas enfrenta um risco grave: gente!

Cérebros, cérebros! Não temos para quem transmitir nossa experiência!

Lições da história do INPE EO data: benefits to everyone Desenvolver pesquisa e aplicações antes de satélites Focar em observação da Terra e em estudos ambientais Ciência e Engenharia devem estar juntas