Três anos de Proba, o satélite 'inteligente' autónomo

"É espantoso aquilo que conseguimos obter com o Proba, o nosso primeiro micro-satélite", afirma Frederic Teston, Project Manager da missão Proba da ESA. "A missão demonstrou, com sucesso, várias tecnologias sofisticadas, bem como novas abordagens à construção e às operações das naves espaciais.

"Esteve 100% à altura do seu nome completo 'Project for On-Board Autonomy' (Projecto para Autonomia a Bordo) – em cada dia dos últimos três anos a nave espacial desempenhou a bordo funções como pilotagem, navegação, estimativa de sobrevoo orbital do alvo e recolha de imagens. Todas estas funções têm de ser geridas pela base de controlo terrestre no caso das naves espaciais de maiores dimensões.

"Fornecemos apenas a latitude, a longitude e a altitude de um determinado local e o Proba trata do resto. O computador de bordo conduz a nave espacial até à posição correcta, vira-a correctamente, fotografa e transmite a imagem."

O princípio subjacente ao Proba é de que as missões mais específicas podem ser cumpridas num período de tempo reduzido, útil para os cientistas - se o tempo entre ao conceito original de lançamento e funcionamento puder ser amplamente reduzido.

Assim, para simplificar o seu fabrico – e para reduzir os custos - o Proba foi construído, tanto quanto possível, com componentes de disponibilidade imediata e não com peças personalizadas e resistentes aos efeitos do espaço, típicas para satélites. A boa notícia é que estes sistemas continuaram a funcionar bem ao longo dos 1096 dias que o Proba passou no espaço.

Todos os meses, na órbita polar, a 600 quilómetros da Terra, o Proba recolhe aproximadamente 300 imagens de cerca 60 locais diferentes. Até à data, a nave espacial forneceu mais de 10.000 imagens através dos seus dois instrumentos de obtenção de imagens de bordo: o Espectrómetro Compacto de Imagens de Alta Resolução (CHRIS) e a Câmara de Alta Resolução (HRC) a preto e branco.

Uma visão hiper-espectral do mundo

O CHRIS é um gerador de imagens hiper-espectral compacto que pode enviar dados pormenorizados sobre a superfície da Terra. Possui uma resolução de 18 metros, numa combinação de até 19 num total de 62 bandas espectrais, para fornecer uma informação ambiental acrescida. A mesma cena pode ser vista de uma série de ângulos diferentes, porque o Proba é suficientemente manobrável para realizar uma oscilação longitudinal e transversal controlada.

Essa capacidade combinada de recolher dados hiper-espectrais e multi-angulares torna-o especialmente útil para o estudo da vegetação da superfície. É igualmente útil para o estudo da atmosfera e das massas de água. Cerca de 60 equipas de cientistas de todo o mundo estão agora a utilizar os resultados do CHRIS.

A sua resolução espacial elevada torna os seus dados especialmente úteis enquanto 'pontes' entre os resultados dos instrumentos satelitares, tais como o Espectrómetro de Imagens de Média Resolução (MERIS) do Envisat, e os das fotografias aéreas.

Os dados do CHRIS estão a ser utilizados para aumentar a precisão da monitorização das zonas húmidas no âmbito do projecto Globwetland da ESA, dando informações sobre as condições ambientais destas áreas de grande biodiversidade e apoiando a Convenção Internacional de Ramsar sobre Zonas Húmidas.

As imagens transmitidas pelo instrumento estão a ser utilizadas em projectos para o Programa Dragon, um projecto conjunto da ESA e da China, incluindo o estudo de áreas propensas a inundações. As imagens do CHRIS estão a ser utilizadas para gerar mapas de referência, para que estes sejam comparados com os dados de situações de crise, de modo a ser possível diferenciar as áreas inundadas das massas de água permanentes. Os investigadores chineses manifestaram o seu interesse noutras aplicações do gerador de imagens hiper-espectrais, tais como a prospecção de minerais.

Os dados recolhidos pelo CHRIS estão a ser coordenados com o satélite alemão de detecção de incêndios BIRD (Detecção Bi-Espectral de Infra-Vermelhos). O CHRIS tem estado a recolher imagens de locais de incêndios florestais previamente detectados pelo BIRD, para determinar a extensão de área ardida e identificar qualquer repovoamento florestal, para estudar os efeitos dos incêndios a longo prazo.

Num campo relacionado, as imagens do CHRIS foram igualmente recolhidas em nome do Charter for Space and Major Disasters (Acordo Internacional sobre o Espaço e Grandes Desastres), um acordo internacional que visa disponibilizar os recursos espaciais às agências de protecção civil que actuam em situações de desastres naturais.

No próximo ano, as novas aplicações científicas planeadas para os dados do CHRIS incluem a investigação agrícola de precisão na Alemanha, o estudo da reflectância espectral dos resíduos de colheitas e dos solos em França, a monitorização da biodiversidade em África, o mapeamento da área costeira no sul do Chile e projectos arqueológicos em Espanha.

Carga útil adicional do Proba

O outro gerador de imagens a bordo do Proba é a HRC compacta, que possui uma resolução espacial ainda mais elevada, de cinco metros, e que recolhe imagens monocromáticas com uma área de 25 quilómetros quadrados.

Para além de estudar a Terra, a nave espacial também envia dados sobre o seu próprio ambiente imediato. A bordo encontra-se igualmente um detector de radiação designado por Monitor de Radiação Ambiental Padrão (SREM), utilizado para investigar as partículas energéticas responsáveis pelas auroras polares. Durante os últimos três anos, ele permitiu criar um melhor modelo da radiação ambiente à volta da Terra.

Um outro instrumento incluído na sua carga útil é o Avaliador de Resíduos em Órbita (DEBIE) que monitoriza minúsculos micrometeoróides ou resíduos espaciais com um diâmetro compreendido entre um centímetro e menos de um milímetro.

Acerca do Proba

O Proba é um micro-satélite desenvolvido pelo Programa de Estudos Gerais e Tecnologia da ESA (GSTP) e construído por um consórcio industrial dirigido pela empresa belga Verhaert. Foi lançado na Índia a 22 de Outubro de 2001 e é operado a partir da estação terrestre da ESA de Redu, na Bélgica. O seu instrumento CHRIS, financiado pelo Centro Espacial Nacional Britânico (BNSC), foi fabricado pela empresa britânica SIRA Space.

O Proba foi concebido para uma missão de demonstração tecnológica com duração de um ano, mas o seu tempo de vida útil foi aumentado para que ele servisse como missão de observação da Terra.

As capacidades únicas do Proba também fazem dele um recurso extremamente útil para o desenvolvimento da missão SPECTRA (Processos de Superfície e Mudanças no Ecossistema Através da Análise da Resposta) proposta pela ESA, uma nave espacial que faz parte do programa Earth Explorer da ESA (programa das missões destinadas à Exploração da Terra), cujo objectivo é o estudo da vegetação terrestre nas maiores comunidades biológicas do mundo ou 'biomas'. Se for seleccionada para um desenvolvimento, a SPECTRA será lançada por volta de 2012.

Uma outra unidade de demonstração de tecnologia designada por Proba-2 deverá ser utilizada pela ESA no final de 2007. Tal como a sua predecessora, a nova missão testará novas tecnologias e novos produtos em órbita.

O sistema criado à volta destes desenvolvimentos visa suportar uma missão de observação do Sol e de medição do plasma. Um novo tipo de espectrómetro solar aliado ao alto desempenho da nave espacial permitiram obter, pela primeira vez, uma elevada taxa de dados de imagens do Sol.