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O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades Gilberto Câmara Diretor, INPE Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento.

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1 O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades Gilberto Câmara Diretor, INPE Licença de Uso: Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Compartilhamento

2 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

3 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

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

5 Constelações Virtuais do CEOS Química da Atmosfera Qualidade do ar, CO2 Imageamento Superfície Monitoramento ecossistemas (Brasil: CBERS, Amazonia-1) Topografia dos Oceanos Variabilidade climática Precipitação Previsão do tempo (Brasil: GPM-BR) Cor dos Oceanos Ecossistemas marinhos (Brasil: SABIA-MAR) Ventos do Oceano Previsão do tempo Requisitos comuns, satélites independentes, dados comparáveis (CEOS – Committee on Earth Observation Systems)

6 6 TERRA (ASTER & MODIS) LANDSAT SPOT ALOS RESOURCESAT IRS CBERS Constelação de Satélites para Imageamento da Superfície Terrestre SAC-C

7 Satélites Brasileiros: CBERS-5 GPM-BR 2012 Lattes CBERS Amazônia-1 CBERS Amazônia CBERS Lattes MAPSAR GEO Met BR Plataforma Multi-missão Geostac. CBERS SABIA SABIA-2

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

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

10 CBERS: Satélites e vida útil CBERS-1 CBERS-2 CBERS-2B (em oper) CBERS-3 (em fabric) CBERS-4 (em fabric) CBERS-5 (planej) CBERS-6 (planej) Set/99Mar/03 Out/03 Mar/09 Set/07 Jun/11 Set/14 Set/17 Set/20

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

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

13 LIT: Nova câmara anecóica (2009)

14 CBERS 1, 2, 2BCBERS 3, 4 Massa1450 kg1980 kg Potencia Elétrica1100 W2300 W Taxa de transmissão166 Mbps303 Mbps Vida útil (99%)2 anos3 anos Evolução da plataforma CBERS

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

16 Divisão Trabalho CBERS-3,4 ChinaBrasil TCS – Controle TérmicoEstrutura AOCS – Controle de AtitudeEPSS – Suprimento de Potência OBDH – Gerenciamento de DadosTTCS – Telecomunicações de serviço SCS – CircuitosMUX - Câmera multiespectral(20m) PAN - Câmera pancromática (5m)AWFI - Câmera de larga cobertura(73m) IRS - Câmera infravermelho (40m)DDR – Gravador de dados SEM – Sensor clima espacialDCS – Sistema de coleta de dados PIT – Transmissor de dadosMWT – Transmissor de dados

17 Empresa OPTOR$ OMNISYSR$ OMNISYSR$ AEROELETRONICAR$ CENICR$ MECTRONR$ OPTO/EQUATORIALR$ OMNISYSR$ MECTRONR$ NEURONR$ OMNISYSR$ ORBITALR$ ORBISATR$ FUNCATER$ CENICR$ R$ CBERS 3-4: contratos industriais

18 Construção do CBERS-3 ( ) Visita do presidente Lula à CAST para conhecer o modelo de engenharia do CBERS-3 ( )

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

20 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%

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

22 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 B 0,52-0,59 G 0,63-0,69 R 0,77-0,89 NIR Resolução (m) 40 Largura de faixa(km) 780 Revisita global (dias) 5

23 PMM: Contratos industriais EstruturaCENIC PropulsãoFIBRAFORTE Suprimento EnergiaMECTRON Telemetria de Serviço MECTRON Gerenciamento das tarefas acima ATECH Controle de atitudeINVAP Câmera AWFIOPTO

24 Testes da PMM no INPE-LIT (2008)

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

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

27 RALCAM 3: Câmera inglesa no Amazonia-1 Largura de faixa20 km Resolução12 m Massa (kg)9.95 Potencia17V 1A (max) Bandas espectrais nm nm nm NIR nm RALCAM-3 é uma camera adicional à AWFI no Amazonia-1

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

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

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

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

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

33 Modos de operação do LANDSAR ScanSAR (faixa larga) Cobertura: 560km Resolução: 30 m x 30 m Tempo de revisita global: 5 dias Polarização: HH+HV StripMAP (faixa estreita) Cobertura: 115km Resolução: 10 m x 10 m Tempo de revisita global: 25 dias Polarização: HH+HV

34 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

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

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

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

38 MUX 5/10 m (120 km) Câmeras do CBERS 5 – 6 (em discussão) µm Built by China Built by Brazil AWFI-2 20 m (720 km) IRMSS 20 m (120 km) Visible – Near IR Short wave IR Medium wave IR Thermal IR

39 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

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

41 Imagens: para entender mudanças no Brasil

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

43 16,000 Usuários (51% são empresas privadas) Distribuição de imagens pelo INPE CBERS e LANDSAT ( )

44 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).

45 2.200 respostas para cadastros (13%) Respostas (13%)Estimado Quantos empregos foram criados para prestar serviços com imagens CBERS? Qual o total de faturamento com serviços usando imagens CBERS? R$ 32 milhõesR$ 100 milhões Pesquisa usuários CBERS (2009)

46 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.

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

48 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

49 Impacto das Publicações EntidadeC/A* 1a1a Instituto Butantan3,01 2a2a UNIFESP2,94 3a3a USP2,89 4a4a UFSM2,80 5a5a UFMG2,61 6a6a UFSC2,58 7a7a UFRGS2,56 8a8a UNICAMP2,51 9a9a INPE2,50 10 a FIOCRUZ2,48 Fonte: Rogério Meneghini/Bireme

50 Previsão Numérica do Tempo Mudanças Climáticas e Ciência do Sistema Terrestre P&D em Espaço e Ambiente Clima Espacial Astrofísica A2-high B1-low

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

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

53 Impactos do Clima Espacial

54 Monitoramento do Clima Espacial Cintilação ionosfera

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

56 Desempenho do modelo CPTEC

57 Santa Catarina – Novembro 2008

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

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

60 Índice de Vegetação LargeScale Data Modelagem de Mudanças Climáticas Centros Mundiais Emissões CO2 Megacenários Centros Regionais (e.g., INPE) B1-low Cenários Regionais Políticas Públicas

61 El Niños mais intensos? foto: Juca Martins

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

63 Anomalias de chuva anual [( )- ( )] em mm/dia A2 Anomalias da temperatura anual [( )- ( )] em o C B2 Seco Quente

64 road deforestation objects P&D em Sensoriamento Remoto Mudanças no Uso da Terra

65 P&D em Geoinformática Bancos de dados geográficos Modelagem sociedade-natureza Software livre: usuários cadastrados Suporte ao monitoramento da Amazônia Produção de cenários futuros

66 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

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

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

69 Benefícios do satélites brasileiros CBERSAMZ-1GPM-BRSABIABRSARBRMET Energia Ecossistemas Saúde Agricultura Defesa Civil Clima Cidades

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

71 Previsão de qualidade do ar (CO) valida for Verificação por imagem MODIS Previsão de qualidade do ar

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

73 ~230 scenes Landsat/year Taxa anual de desmatamento Monitoramento do desmatamento da Amazônia: PRODES PRODES: Estimativas detalhadas anuais de áreas de corte raso

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

75 DETER 2006/2007 = km2 DETER 2007/2008 = km2 Contribuição relativa dos meses críticos para desmatamento (maio, junho, julho) foi menor em 2008 As ações de políticas públicas para prevenção e controle do desmatamento na Amazônia foram eficazes?

76 CANASAT: Mapeamento cana de açúcar

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

78 Como fazer o programa espacial ter o tamanho do Brasil? PaísAgênciaOrçamento Anual (US$ milhões) EUANASA EuropaESA3.000 ChinaCNSA2.000 JapãoJAXA1.800 ÍndiaISRO1.300 BrasilAEB120 Dados de 2008

79 Orçamento satélites INPE ( ) e Projetos Prioritários MPOG ( )

80 Orçamento do INPE (Reais)

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

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

83 EO data: benefits to everyone Lições 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


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