O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades Gilberto Câmara Diretor, INPE Licença de Uso:...

O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades

Gilberto CâmaraDiretor, INPE<http://www.dpi.inpe.br/gilberto>

Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamentohttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/br/

O INPE no Século XXIO 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

SATÉLITESObservação da terra e do universo

SISTEMAS DE SOLO

Controle de satélites, recepçãoe 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

Organizações internacionais (CEOS, GEO)

Acordos bilaterais(China, Reino Unido, Argentina)

Satélites Brasileiros: 2010-2020

202

0

201

6

201

4

CBERS-5

GPM-BR

201

2

Lattes-1

201

1

CBERS-4

201

0

Amazônia-1

CBERS-3

201

3

201

5

Amazônia-2

201

8

CBERS-6

201

7

Lattes-2

201

9

MAPSAR

GEO Met BR

PlataformaMulti-missão

Geostac.

CBERS

SABIA

SABIA-2

Satélites Brasileiros de Imageamento

1

10

100

1 10 100 1000Resolução (metros)

Revi

sita

(dia

s)

WFI CBERS-2

CCD CBERS-2/3/4

AWFI CBERS-3/4

MUX CBERS-3/450

50

5AWFI

CBERS-5/6

MUXCBERS-5/6

Mapeamento Agricultura

Mapeamento Florestal

Detecção Desmatamento

Descrição Uso do Solo

5

AWFI Amazonia-1

500

BRSAR modo 1

BRSAR modo 2

CBERS: exemplo de cooperação Sul-Sul

Lançamento do CBERS-2B (19 setembro 2007)

CBERS: Satélites e vida útil

99 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023

CBERS-1

CBERS-2

CBERS-2B(em oper)

CBERS-3(em fabric)

CBERS-4(em fabric)

CBERS-5 (planej)

CBERS-6 (planej)

Set/99 Mar/03

Out/03 Mar/09

Set/07

Jun/11

Set/14

Set/17

Set/20

LIT – Laboratório de Integração e Testes

Infra-estrutura completa para montagem e qualificação de satélites70.000 homens-hora de testes industriais por ano

Integração do CBERS-2B no INPE (2006-2007)

Laboratório de Integração e Testes do INPE

LIT: Nova câmara anecóica (2009)

CBERS 1, 2, 2B CBERS 3, 4

Massa 1450 kg 1980 kg

Potencia Elétrica 1100 W 2300 WTaxa de transmissão 166 Mbps 303 MbpsVida útil (99%) 2 anos 3 anos

Evolução da plataforma CBERS

MUX 5/10 m(60 km)

Câmeras do CBERS 3 – 4

µm0.4 2.30.7 0.90.5 1.5 1.7 2.

1

China Brasil

3.7 103.5 3.9 12

CCD 20 m (120 km)

IRMSS 40 m (120 km)

Visível Infraverm. Próximo

Infravermelhoonda curta

Infravermelho refletido

AWFI 60 m (720 km)

Infraverm. termal

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(20m)

PAN - Câmera pancromática (5m) AWFI - Câmera de larga cobertura(73m)

IRS - Câmera infravermelho (40m) DDR – Gravador de dados

SEM – Sensor clima espacial DCS – Sistema de coleta de dados

PIT – Transmissor de dados MWT – Transmissor de dados

EmpresaOPTO R$ 85.100.052.10

OMNISYS R$ 3.040.614.08OMNISYS R$ 10.188.733.26

AEROELETRONICA R$ 24.704.596.56CENIC R$ 49.442.106.58

MECTRON R$ 11.664.560.07OPTO/EQUATORIAL R$ 60.589.870.55

OMNISYS R$ 39.976.407.51MECTRON R$ 7.858.848.00NEURON R$ 2.772.054.75OMNISYS R$ 14.884.414.17ORBITAL R$ 5.319.287.59ORBISAT R$ 800.000.00FUNCATE R$ 329.560.00

CENIC R$ 3.459.986.00R$ 320.131.091.22

CBERS 3-4: contratos industriais

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 com componentes

Computador de bordo (AOCC)Atraso de 20 meses

Comunicação de bordo (TT&C)Atraso de 24 meses

CBERS-3: Problemas com componentes

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

Atraso médio dos subsistemas brasileiros: 21 meses

Razões dos atrasos Embargo de componentes pelos EUA: 60%Compra de componentes pelo INPE: 30%Outros: 10%

Plataforma multimissão

Suporte comum para diferentes missões espaciais

Órbita entre 600 a 1200 kmCarga útil:280 kg Plataforma: 250 kg

Amazônia-1: Primeira missão da PMM (2011)

Satélite de imageamento óptico Cobre a Terra a cada 5 dias

AWFI

Bandas espectrais(m)

0,45-0,52 B0,52-0,59 G0,63-0,69 R0,77-0,89 NIR

Resolução (m) 40Largura de faixa(km) 780Revisita global (dias) 5

PMM: Contratos industriais

Estrutura CENIC

Propulsão FIBRAFORTE

Suprimento Energia MECTRON

Telemetria de Serviço

MECTRON

Gerenciamento das tarefas acima

ATECH

Controle de atitude INVAP

Câmera AWFI OPTO

Testes da PMM no INPE-LIT (2008)

Sistema de controle da PMM: Contrato com INVAP (Argentina)

Razões do acordo INPE-INVAPPreço e QualidadeAcesso à tecnologiaReuso nas demais missões da PMM Teste do SAC-D no LIT (2008)

ARSAT (satelite geoestacionário argentino)

Tecnologia brasileira de câmeras: evolução Amazônia-1 AWFI(R$ 38 M)

780 km swath

120 km swath20m res

40 m resolution

CBERS-CCD(R$ 85 M)

CBERS-AWFI(R$ 60 M)

720 km swath60 m resolution

RALCAM 3: Câmera inglesa no Amazonia-1

Largura de faixa 20 km

Resolução 12 m

Massa (kg) 9.95

Potencia 17V 1A (max)

Bandas espectrais

470-570 nm 500-600 nm600-700 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

EQUARSTemperatura na Estratosfera Bolhas ionosféricas Vapor d’água na Troposfera

Global Precipitation Mission (GPM-BR)

Sensor passivo de microondasDetector de raiosContribuição brasileira à

constelação de satélites GPM

Cooperação Brasil-FrançaMedidas de precipitação

SABIA-MAR16 bandas : 350-2130nmSwath 2800 kmResolução: 1 km

Cooperação Brasil-Argentinaobservação da cor do oceano

LANDSAR (Satélite SAR Brasileiro)

Monitoramento global de ecossistemas terrestres

Banda L multi-polarizada

Amazonia

Agricultura

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

ScanSAR (faixa larga)Cobertura: 560kmResolução: 30 m x 30 mTempo de revisita global: 5 diasPolarização: HH+HV

StripMAP (faixa estreita)Cobertura: 115kmResolução: 10 m x 10 mTempo de revisita global: 25 diasPolarização: 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: satélite dedicado à observação da América do Sul

BRMET (50 W)

BRMET (Satélite Meteorológico Geoestacionário): Exemplos de produtos

BRMET: Melhoria na previsão do tempo e no serviço à sociedade

Precipitação por satélite Temperatura superfície mar

CBERS 05/06: Proposta preliminar

Continuidade dos dados ópticos CBERSMédia Resolução (5-20 metros)Cobertura global frequenteDados multiespectrais

MUX 5/10 m (120 km)

Câmeras do CBERS 5 – 6 (em discussão)

µm0.4 2.30.7 0.90.5 1.5 1.7 2.1

Built by China Built by Brazil

3.7 103.5 3.9 12

AWFI-2 20 m (720 km)

IRMSS 20 m (120 km)

Visible – Near IR Short wave IR Medium wave IR Thermal IR

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO

SATÉLITESObservação da terra e do universo

SISTEMAS DE SOLO

Controle de satélites, recepçãoe 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

Centro de Controle de Satélites

Estação Recepção Imagens Cuiabá

Imagens: para entender mudanças no Brasil

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

16,000 Usuários (51% são empresas privadas)

Distribuição de imagens pelo INPECBERS e LANDSAT (2004-2008)

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) .

2.200 respostas para 16.000 cadastros (13%)

Respostas (13%)

Estimado

Quantos empregos foram criados para prestar serviços com imagens CBERS?

3.500 15.000

Qual o total de faturamento com serviços usando imagens CBERS? R$ 32 milhões R$ 100 milhões

Pesquisa usuários CBERS (2009)

“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

Estações de recepção CBERS atuais (linhas sólidas) e previstas (tracejado) cobrirão a área tropical do planeta

Cuiabá

Boa Vista

Chetumal

MaspalomasAswan

Jo´burg

Nairobi(?)Gabon(?)

UrumchiMiyun

Ghuangzhou

Darwin(?)

Alice Springs (?)

Bangcoc

INPE: DOS DADOS AO CONHECIMENTO

SATÉLITESObservação da terra e do universo

SISTEMAS DE SOLO

Controle de satélites, recepçãoe 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*

1a Instituto Butantan 3,01

2a UNIFESP 2,94

3a USP 2,89

4a UFSM 2,80

5a UFMG 2,61

6a UFSC 2,58

7a UFRGS 2,56

8a UNICAMP 2,51

9a INPE 2,50

10a FIOCRUZ 2,48

Fonte: Rogério Meneghini/Bireme

Previsão Numérica do Tempo

Mudanças Climáticas e Ciência do Sistema Terrestre

P&D em Espaço e Ambiente

Clima Espacial

Astrofísica

A2-highB1-low

Computação e Geoinformática

Tecnologias EspaciaisTecnologia Satélites

R&D Programs at INPE (2)

Sensoriamento Remoto

P&D em Espaço e Ambiente

Clima Espacial

Fonte: NOAA + ESA modificado

Atividade solar

Vento solar

Magnetosfera da Terra

IONOSFERA

Impactos do Clima Espacial

Monitoramento do Clima Espacial

Cintilação ionosfera

PCD

Supercomputador

Observações

Produtos Numéricos

Previsão

Divulgação

Previsão Numérica de Tempo (CPTEC)

Desempenho do modelo CPTEC

Santa Catarina – Novembro 2008

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

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

Índice de Vegetação

LargeScale DataModelagem de Mudanças Climáticas

Centros Mundiais

Emissões CO2

Megacenários

Centros Regionais(e.g., INPE)

B1-low

Cenários Regionais

Políticas Públicas

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

SATÉLITESObservação da terra e do universo

SISTEMAS DE SOLO

Controle de satélites, recepçãoe 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

Defesa Civil

Saúde

Energia

Clima

Gestão de Cidades

Ecossistemas

Agricultura

Benefícios do satélites brasileirosCBERS AMZ-1 GPM-BR SABIA BRSAR BRMET

Energia Ecossistemas Saúde Agricultura Defesa Civil Clima Cidades

Produtos de tempo e clima

Previsão de tempo

Previsão climática sazonal

Produtos numéricos

Previsão de qualidade do ar (CO)16-04-2008 valida for 17-04-2008

Verificação por imagem MODIS 17-04-2008

Previsão de qualidade do ar

Monitoramento da Amazônia por SatélitesImagem CBERS-HRC (2,5 metros)

Science (27 Abril 2007): “O sistema brasileiro de monitoramento de florestas tropicais por satélite é a inveja do mundo”.

DesmatamentoDegradação

~230 scenes Landsat/year

Taxa anual de desmatamento

Monitoramento do desmatamento da Amazônia: PRODES

PRODES: Estimativas detalhadas anuais de áreas de corte raso

Alertas de novas áreas desmatadas a cada 15 dias

DETER: Monitoramento de Desmatamento em Tempo Real

CANASAT: Mapeamento cana de açúcar

Espaço e Sociedade: Geoinformática em suporte a políticas públicas

Software livre para gestão cidadesHepatite-B em Macapá

Saúde Pública

Mapeamento de violência urbana

Como fazer o programa espacial ter o tamanho do Brasil?

País Agência Orçamento Anual (US$ milhões)

EUA NASA 17.300

Europa 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, cérebros!

Não temos para quem transmitir nossa experiência!

EO data: benefits to everyoneLições da história do INPE

Desenvolver pesquisa e aplicações antes de satélites

Focar em observação da Terra e em estudos ambientais

Ciência e Engenharia devem estar juntas