Uma viagem com o Envisat desde o espaço até ao mar

A órbita do satélite vai cobrir todo o planeta em 35 dias; durante dois terços deste período o Envisat estará a observar os oceanos. O oceano é um factor crucial para a explicação das alterações climáticas, devido ao tamanho das correntes oceânicas, à complexidade das trocas térmicas e à relação atmosfera-oceano.

Com a missão americana Seasat, em 1978, começou a mudança na nossa compreensão do comportamento do oceano. Desde os anos 90 que os satélites ERS da ESA e o satélite altimétrico franco-americano Topex-Poseidon nos fornecem uma torrente de dados científicos. Esta primeira geração está agora a ser sucedida pelos instrumentos do Envisat, desenhados não só para serem um avanço científico mas também para liderarem uma gama de serviços de aplicações operacionais.

Os dados obtidos com um radar altimétrico, RA-2, vão assegurar a continuidade do sistema original RA dos satélites ERS. Serão também um complemento ao Topex-Poseidon e ao seguinte, o pequeno satélite Jason, lançado a 7 de Dezembro de 2001. Os dois sistemas fazem observações altimétricas do oceano de diferentes órbitas. Um satélite de órbita baixa, como o Envisat (assim como o ERS), permite uma excelente resolução espacial, necessária para estudar fenómenos complexos como vórtices e para descrever com precisão a distribuição de massas de água. O Topex-Poseidon e o Jason, por outro lado, com frequências de passagem apenas de 10 dias, permitem melhores resoluções temporais.

A empresa francesa CLS está encarregue da exploração operacional das medidas de altimetria do Envisat e do Jason. ‘Vamos reunir os dados destas duas fontes de maneira a conseguir os melhores resultados’, explica Philippe Gaspar, o director de oceanografia por satélite da CLS. ‘O algoritmo de combinação está em uso desde 1998, permitindo que a CLS produza dados excelentes’.

Hidrosfera, atmosfera, ionosfera: uma relação próxima

Os produtos desenvolvidos pela CLS serão principalmente do interesse dos cientistas que os usam para fazer modelos dos oceanos e previsões meteorológicas. Em conjunto com os modelos atmosféricos, este é um ponto de partida para prever alterações climáticas. ‘Agora é possível prever fenómenos maiores como o El Niño, mas fenómenos de pequena-escala como a oscilação do Atlântico Norte são um problema muito maior’, disse Gaspar.

Para obter o melhor resultado de um modelo de previsão, as condições iniciais têm que ser descritas com a maior precisão possivel e é aqui que os dados de satélite são indispensáveis. ‘Antes do aparecimento dos satélites, previsões deste tipo eram impensáveis’ , relembra-nos Gaspar.

As medições de radar altimétrico estão relacionadas com dados orbito-gráficos de um instrumento chamado Doris e também com os dados de um radiómetro de microondas, de tal maneira que os erros causados pela água existente na atmosfera podem ser corrigidos. O uso de um altímetro de frequência dual torna ainda possível a correção de efeitos de distorção na ionosfera.. Desta maneira, duas significantes fontes de erro são eliminadas ( para o vapor de água na ordem 40 a 50 cm e para a ionosfera, 20 a 30 cm).

A continuidade dos dados de altimetria é vital, como explica Gaspar. ‘A utilidade do trabalho científico ficaria seriamente comprometido se o serviço fosse interrompido. Além disso, assim que as aplicações comerciais estiverem no mercado a continuidade será indispensável.

Coordenar o tráfego no mar

Para além da oceanografia e dos estudos climáticos, o radar altimétrico é uma contribuição importante para a gestão do tráfego marítimo. A dispersão dos sinais de radar reflectidos dá informação sobre a altura das ondas, com uma precisão de ± 25 cm, enquanto que o radar avançado de abertura sintética (ASAR) determina a direcção das mesmas. Juntando estes dados com as informações das correntes principais, vai ser possível optimizar as rotas de tráfego maritímo em termos de velocidade e economia de combustível, uma dádiva para a navegação marítima. O ASAR detecta também gelos à deriva e segue as massas de gelo flutuante e os seus limites.

Dois dos outros instrumentos do Envisat foram desenhados para estudar essencialmente a hidrosfera. O MERIS (Espectrómetro de Imagem de Média Resolução) é um sistema de 15 bandas ópticas que abrange o espectro visível e infra-vermelho próximo e vai ser usado para para medições de côr dos oceanos. O radiómetro AATSR cobre mais o espectro infra-vermelho. Vai medir a tempertaura de superfície dos oceanos, continuando o trabalho dos sistemas ATSR nos satélites ERS. Juntos, estes dois instrumentos terão aplicações importantissímas no estudo do plancton e do movimento dos peixes.

À medida que os dados são recebidos, o Envisat guarda-os provisoriamente nos computadores de grande memória que tem a bordo. A transmissão poderá ser então feita para as estações terrestres de Kiruna, na Suécia, ou Svalbard, Noruega, ou ainda via ligação de alta-velocidade ao satélite Artemis, que estará numa órbita geoestacionária. Daqui a informação é transmitida ao ESRIN, o estabelecimento da ESA em Frascati, Itália, para um processamento em tempo quase-real.

Os dados reunidos estarão disponíveis para a comunidade científica mundial em centros de arquivo distribuidos pela Europa, que estão em comunicação por linhas de alta-velocidade. Um servidor de dados será posto ‘on –line’ para o acesso via Internet. Foram organizados dois consórcios para o processamento/comercialização de dados: o Sarcom, liderado pela Spot Image o EMMA, liderado pela Eurimage, vão encarregar-se da exploração comercial dos produtos de aplicação desenvolvidos pelos dados do Envisat.

Ao concentrar assim uma gama de instrumentos como esta numa única plataforma orbital, torna-se possível integrar a informação recebida em tempo quase-real. Este facto abre oportunidades extraordinárias a novos produtos e ajuda-nos a entender os mecanismos que determinam o comportamento dos oceanos e atmosfera Terrestres. Devido a um fluxo contínuo de dados, estes produtos poderão revolucionar a gestão do nosso Planeta e ambiente.