O INPE no século XXI: Desafios e Oportunidades Observação importante: para ver corretamente esta apresentação, voce precisa ter a fonte tipográfica Calibri instalada. Essa fonte está disponivel no Windows Vista. Você também pode baixar o Power Point Viewer 2007, que contém a fonte Calibri, no site da Microsoft. Custe o que custar, não deixe o Windows substituir a fonte Calibri pela fonte Arial, que é indecente. 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)

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

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

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.

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

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 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 satélites 70.000 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)

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

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

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

CBERS 3-4: contratos industriais Empresa OPTO R$ 85.100.052.10 OMNISYS R$ 3.040.614.08 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 R$ 39.976.407.51 R$ 7.858.848.00 NEURON R$ 2.772.054.75 R$ 14.884.414.17 ORBITAL R$ 5.319.287.59 ORBISAT R$ 800.000.00 FUNCATE R$ 329.560.00 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 com componentes Computador de bordo (AOCC) Atraso de 20 meses Comunicação de bordo (TT&C) Atraso de 24 meses

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

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 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

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

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) 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

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 nm 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) Sensor passivo de microondas Detector de raios Contribuição brasileira à constelação de satélites GPM Cooperação Brasil-França Medidas de precipitação

SABIA-MAR 16 bandas : 350-2130nm 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 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

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) (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 Short wave IR Medium 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-2B 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%) 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

“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 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

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* 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

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

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

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) Observações PCD Produtos Numéricos Supercomputador Divulgação

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)

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

El Niños mais intensos? foto: Juca Martins

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

Anomalias de chuva anual [(2071-2100)- (1961-90)] em mm/dia Seco Seco Seco Seco B2 A2 Anomalias da temperatura anual [(2071-2100)- (1961-90)] em oC Quente Quente B2 A2

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

P&D em Geoinformática Bancos de dados geográficos Modelagem sociedade-natureza Software livre: 100.000+ usuários cadastrados Suporte ao monitoramento da Amazônia Produção de cenários futuros

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 Defesa Civil Clima Gestão de Cidades

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

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

Previsão de qualidade do ar 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) 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”.

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

As ações de políticas públicas para prevenção e controle do desmatamento na Amazônia foram eficazes? DETER 2006/2007 = 4.974 km2 DETER 2007/2008 = 8.147 km2 Contribuição relativa dos meses críticos para desmatamento (maio, junho, julho) foi menor em 2008

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 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 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