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O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades

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Apresentação em tema: "O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades"— Transcrição da apresentação:

1 O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades
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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 Acordos bilaterais (China, Reino Unido, Argentina) Organizações internacionais (CEOS, GEO)

5 Constelações Virtuais do CEOS
Requisitos comuns, satélites independentes, dados comparáveis (CEOS – Committee on Earth Observation Systems) 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

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

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

8 Satélites Brasileiros de Imageamento
100 MUX CBERS-3/4 50 Mapeamento Florestal CCD CBERS-2/3/4 MUX CBERS-5/6 BRSAR modo 2 Descrição Uso do Solo 10 Revisita (dias) Detecção Desmatamento BRSAR modo 1 5 AWFI CBERS-5/6 AWFI Amazonia-1 AWFI CBERS-3/4 WFI CBERS-2 Mapeamento Agricultura 1 1 5 10 50 100 500 1000 Resolução (metros) 8

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

10 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 CBERS-5 (planej) CBERS-6 (planej) Set/99 Mar/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 (2006-2007)
Laboratório de Integração e Testes do INPE

13 LIT: Nova câmara anecóica (2009)

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

15 Infravermelho refletido
Câmeras do CBERS 3 – 4 Visível Infraverm. Próximo Infravermelho onda curta Infravermelho refletido Infraverm. termal 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 1.5 1.7 2.1 2.3 3.5 3.7 3.9 10 12 µm China Brasil

16 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

17 CBERS 3-4: contratos industriais
Empresa OPTO R$ OMNISYS R$ R$ AEROELETRONICA R$ CENIC R$ MECTRON R$ OPTO/EQUATORIAL R$ R$ R$ NEURON R$ R$ ORBITAL R$ ORBISAT R$ FUNCATE R$ R$ R$

18 Construção do CBERS-3 (2008-2010)
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
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

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

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

24 Testes da PMM no INPE-LIT (2008)

25 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)

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

27 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 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 d’água 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 : 350-2130nm Swath 2800 km Resolução: 1 km
Cooperação Brasil-Argentina observação da cor do oceano

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

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

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

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

38 Câmeras do CBERS 5 – 6 (em discussão)
Visible – Near IR Short wave IR Medium wave IR Thermal IR IRMSS 20 m (120 km) AWFI 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

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 Estação Recepção Imagens Cuiabá
Centro de Controle de Satélites

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

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 Pesquisa usuários CBERS (2009)
2.200 respostas para 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

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

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
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

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

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

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

53 Impactos do Clima Espacial

54 Monitoramento do Clima Espacial
Cintilação ionosfera

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

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 Modelagem de Mudanças Climáticas
LargeScale Data Megacenários Centros Mundiais B1-low Emissões CO2 Índice de Vegetação Centros Regionais (e.g., INPE) 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 [(2071-2100)- (1961-90)] em mm/dia
Seco Seco Seco Seco B2 A2 Anomalias da temperatura anual [( )- ( )] em oC Quente Quente B2 A2

64 P&D em Sensoriamento Remoto
road Mudanças no Uso da Terra 1985 1988 1991 1994 1997 deforestation objects

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
Energia Ecossistemas Agricultura Saúde Defesa Civil Clima Gestão de Cidades

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

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

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

72 Monitoramento da Amazônia por Satélites
Imagem CBERS-HRC (2,5 metros) Desmatamento Degradação Este slide mostra uma imagem CBERS-2B da região de Marcelândia, norte de Mato Grosso. A imagem foi composta por uma imagem monocromática de alta resolução HRC (2,5 m) com uma imagem multespectral CCD (20 m). A imagem mostra que é possivel identificar com o sensor HRC, alem de desmatamentos por corte raso (áreas claras na imagem), as áreas de degradação florestal (áreas verdes com partes claras). Science (27 Abril 2007): “O sistema brasileiro de monitoramento de florestas tropicais por satélite é a inveja do mundo”.

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

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

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

76 CANASAT: Mapeamento cana de açúcar

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

78 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

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

80 Orçamento do INPE 2002-2009 (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 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


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