“Por dentro da ciência” do Instituto Americano de Física (25/10/09)
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
WASHINGTON
(ISNS) — Quando Norman Augustine apresentou o relatório de 154 páginas da Comissão de Revisão do Programa de Voos Espaciais Tripulados na quinta-feira, o presidente da comissão não deixou qualquer dúvida quanto ao fato de que o programa da NASA está com problemas.
Augustine neste verão”, declarou Giffords. “O Congresso já tomou sua decisão sobre as questões consideradas pela comissão. Todos sabemo que é necessário fazer, então vamos por mãos à obra e parar de contemplar nossos umbigos coletivos”.
Augustine observa que o Ares I não é necessário e que os esforços deveriam ser redirecionados para um foguete pesado de lançamento que se adequasse mais aos planos da NASA de missões de longo alcance. Esse foguete Ares V, maior, faria o que os velhos foguetes Saturno fizeram durante a era Apollo: levar pessoas à Lua. Se o problema das verbas for solucionado e as pessoas estabelecerem uma presença na superfície lunar, então a NASA passaria a olhar adiante, na direção de Marte – o que o relatório acha factível.
— Eu não acredito que isso vá acontecer. Nenhum presidente tem interesse em acabar com isso. Temos que presumir que haverá um programa de voo espacial tripulado, portanto a questão é: “Qual é o programa certo?”
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência.
Contatos: [email protected].
Alice vai te mandar para o espaço!
[ Livremente traduzido de: New aluminum-water rocket propellant promising for future space missions ]
 |
||||
|
 |
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
||||
WEST LAFAYETTE, Ind. – Pesquisadores estão desenvolvendo um novo propelente de foguetes feito de uma mistura congelada de água e pó de “alumínio em nano-escala” que polui o meio ambiente menos do que os propelentes convencionais, e que pode ser fabricado na Lua, em Marte e outros corpos celestes que tenham água.
O propelente de gelo-com-alumínio (aluminum-ice, ou ALICE), pode ser usado para lançar foguetes em órbita ou para missões espaciais de longas distâncias, assim como gerar hidrogênio para células de combustível, afirma Steven Son, professor associado de engenharia mecânica na Universidade Purdue.
Purdue está trabalhando em conjunto com a NASA, o Escritório da Força Aérea para Pesquisa Científica e a Universidade do Estado da Pennsylvania para desenvolver ALICE, que foi usado neste ano para lançar um foguete de 2,70 m (9 pés). O foguete alcançou uma altitude de 430 m (1.300 pés) sobre as fazendas Scholer da Purdue, a cerca de 20 km do campus.
Son declarou: “Trata-se de uma prova de conceito. Ele pode ser melhorado e transformado em um propelente prático. Teoricamente, também poderia ser fabricado em lugares distantes, tais como a Lua ou Marte, em vez de ser levado para lá com altos custos”.
As descobertas feitas por sondas espaciais indicam a presença de água em Marte e na Lua, bem como é possível a existência de água em asteróides, outras luas e outros corpos do espaço, segundo Son, que também é professor associado convidado de aeronáutica e astronáuitca.
O diminuto tamanho das partículas de alumínio, que têm um diâmetro de cerca de 80
nanômetros (bilionésimos de metro), é a chave para o desempenho do propelente. As nano-partículas queimam mais depressa do que partículas maiores e permitem um melhor controle da reação e do empuxo do foguete, explica Timothée Pourpoint, professor pesquisador associado da Escola de Aeronáutica e Astronáutica.
Poutpoint prossegue:”Esse propelente é considerado ‘verde’, uma vez que produz essencialmente gás de hidrogênio e óxido de alumínio. Em constraste, cada voo do ônibus espacial consome cerca de 773 toneladas do oxidante perclorato de amônia nos foguetes auxiliares de combustível sólido. Cada um dos exaustores produz imediatamente cerca de 230 toneladas de ácido clorídrico em cada voo”.
O ALICE fornece o empuxo através de uma reação química entre a água e o alumínio. Quando o alumínio entra em ignição, as moléculas de água fornecem o oxigênio e o hidrogênio para alimentar a combustão até que todo o pó seja consumido.
“O ALICE pode, algum dia, substituir alguns propelentes sólidos ou líquidos e, quando for aperfeiçoado, pode conseguir um desempenho melhor do que os propelentes convencionais”, diz
Pourpoint. “Ele é tmabém extremamente seguro enquanto congelado porque é difícil de entrar em ignição por acidente”.
Son acrescenta que as pesquisas estão ajudando a treinar uma nova geração de engenheiros nas universidades, na indústria, para a
NASA e os militares. Mais de uma dúzia de estudantes de pós-graduação trabalharam no projeto. Ele diz que “é pouco comum para os estudantes conseguir esse tipo de treinamento completo e avançado – desde os conceitos científicos básicos até um veículo de lançamento, testado e lançado. Isso cobre todo o espectro”.
As descobertas da pesquisa foram detalhados em artigos técnicos apresentados neste verão (Hemisfério Norte) durante uma conferência do Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica. Os artigos serão publicados no ano que vem, nos anais da conferência.
Na Universidade Penn State os estudos são supervisionados pelo professor de engenharia mecânica Richard Yetter e o professor assistente Grant Risha.
A parte da pesquisa da Purdue tem sua base no Laboratório Maurice J.
Zucrow da Universidade, onde os pesquisadores criaram uma célula de testes e uma sala de controle para os testes do foguete. O local de lançamento do foguete foi a instalação mantida pela Escola de Medicina Veterinária da Purdue. Purpoint observa: “Um local de lançamento perto do campus facilitou enormemente este projeto”.
Outros pesquisadores já tinham usado partículas de alumínio em propelentes, mas usualmente se tratava de partículas maiores, da ordem de mícrons, enquanto que o novo propelente contém apenas nano-partículas.
Os fabricantes apenderam, na década passada, a fazer nano-partículas de alumínio de melhor qualidade do que no passado. O propelente precisa estar congelado por dois motivos: precisa estar sólido para permanecer intacto enquanto sujeitado às forças do lançamento, e para assegurar que ele não comece a reagir lentamente antes de ser usado.
Tendo inicialmente a forma de uma pasta, o propelente é inserido em um molde cilíndrico com uma haste de metal através do eixo central. Depois que é congelado, se remove a haste, deixando uma cavidade no eixo central do cilindro de propelente sólido. Um pequeno motor de foguete é aceso, enviando gases quentes pelo orifício centrasl, fazendo com que o ALICE queime de maneira uniforme.
“Este é essencialmente o mesmo procedimento básico usado nos foguetes auxiliares de combustível sólido do ônubus espacial”, explica Son. “Um acendedor elétrico causa a ignição de um pequeno motor que, por sua vez, acende um motor maior”.
O trabalho futuro vai se focalizar no aperfeiçoamento do propelente e pode, também, explorar a possibilidade de criar um propelente em gel que empregue as nano-patículas. Um tal gel se comportaria como um combuistível líquido, tornando possível variar a taxa de admissão na câmara de combustão, para acelerar e descelerar o motor, e aumentar o alcance do veículo.
Um propelente em gel também poderia ser misturado com materiais contendo maiores quantidades de hidrogênio, que poderia ser usado para células de combustível de hidrogênio, além de motores de foguetes, acrescenta Son.
Veja o vídeo do teste do foguete:
http://www.youtube.com/watch?v=-b7siH1Ausc
Exo-meteorologia
Livremente traduzido de: Monitoring and Predicting Extraterrestrial Weather
Por: — Rachel Hauser, National Center for Atmospheric Research, [email protected]
Cientistas adaptam uma ferramenta de pesquisa e previsão meteorológica para modelar o tempo global na Terra, em Marte e além
|
Duas imagens de tempestades no planeta Marte, obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble no fim de junho e início de setembro. |
22 de setembro de 2009
Provavelmente ainda mais que o cidadão comum, as agências espaciais do mundo dependem dos relatórios diários e sazonais para ter uma melhor compreensão do tempo na Terra e em outros planetas. O sucesso de missões espaciais está diretamente ligado a um eficaz prognóstico e na navegação em condições climáticas atmosféricas e de superfície inclementes.
Os planejadores de missões na NASA, na ESA e organizações similares precisam saber quais condições ambientais um Mars Lander ou Rover pode se deparar, de forma a se assegurar que escudos térmicos, para-quedas e outros mecanismos a bordo sobrevivam à viagem através da atmosfera até a superfície.
Em certos casos, mesmo satélites em órbita que normalmente pairam acima das atmosferas, se beneficiam de uma clara compreensão das condições atmosféricas de um planeta.
|
|
|
Imagens tomadas na descida da sonda Huygens à superfície de Titã (lua de Saturno). |
Por exemplo, parte da missão Cassini-Huygens da ESA incluia enviar uma sonda até Titã (uma das luas de Saturno) para colher dados ambientais, durante sua descida à superfície daquela lua em dezembro de 2004 a janeiro de 2005.
Segundo; Mark Richardson, um expert em física planetária e atmosferas e cientista pesquisador da Ashima Research: “Quando se trata de espaçonaves em voo, o tempo conta – especialmente na superfície”.
Informações sobre o ambiente também são essenciais para operações em tempo real de entrada, descida e pouso em missões para planetas tais como Marte, ou Titã, explica Greg Lawson, um cientista pesquisador do California Institute of Technology (Caltech).
— Os planejadores de missão querem dados sobre as condições medianas do ambiente e como estas podem variar – e, para fazer isto, precisam conhecer a meteorologia” — diz Lawson.
Os cientistas planetários podiam gerar as informações necessárias a partir de vários modelos diferentes, no entanto a condição ideal seria empregar um único modelo unificado que pudesse estudar a dinâmica da atmosfera em geral e próxima da superfície, em várias perspectivas – global, regional e local.
No início de 2000, o Centro Nacional de Pesquisas Atmosféricas (National Center for Atmospheric Research = NCAR) liberou seu modelo de Pesquisa e Previsão do Tempo (Weather Research and Forecasting = WRF). Richardson percebeu que, com algumas modificações, o WRF poderia ser a ferramenta perfeita para a modelagem do clima planetário de outros planetas.
|
|
|
Imagem do módulo Phoenix descendo a atmosfera de Marte de para-quedas. |
O [modelo] WRF oferecia a possibilidade de empregar uma única estrutura, assim como boa capacidade de aninhar condições específicas e a capacidade de reconfigurar as grades para realizar a modelagem de fenômenos atmosféricos tanto em larga, como em pequena escala”, diz Richardson.
Faltava ao WRF a capacidade de servir como um Modelo de Circulação Global completo, porém, modificando o sistema de gradeamento (coordenadas), Richardson e colegas da Universidade Cornell, Ashima Research, Laboratório de Propulsão a Jato (Jet Propulsion Laboratory = JPL), na Caltech) e na Universidade de
Kobe no Japão, revisaram o WRF para rodar em escalas global e regional. O resultado desse esforço foi o planetWRF.
|
|
|
Uma simulação global da força dos ventos na superfície de Marte. |
Diz Lawson: “Com o planetWRF, a equipe criou projeções de mapa genéricas que permitem a modelagem de fenômenos atmosféricos até a escala global. Novas modificações permitem aos usuários fazer variar constantes planetárias tais como a topografia, velocidade de rotação e funções de relógio/calendário para adequá-las ao planeta que está sendo estudado”.
Já que o WRF foi projetado para ser uma ferramenta comunitária, seus usuários partilham os aperfeiçoamentos e o planetWRF participa desse espírito comunitário. Com o lançamento do WRF 3.0 em 2008, os desenvolvedores do planetWRF ofereceram a seus colegas criadores de modelos a opção de empregar uma grade global – uma extensão muito apreciada pela comunidade científica.
Richardson completa: “[O modelo] planetWRF melhora a compreensão da dinâmica planetária e da meteorologia aplicada, tanto em outros planetas, como na Terra, e os cientistas podem empregar isto para esclarecer seus próprios estudos, assim como as agências espaciais podem fazer uso disto para o planejamento de missões. Quando criamos o planetWRF, fizemos questão de levar adiante o exemplo da equipe do WRF de inter-colaboração, dando uma nova capacidade para outros modeladores climáticos”.
A atmosfera de Titã
[Livremente traduzido daqui: Unraveling the Chemistry of Titan's Hazy Atmosphere ]
Pesquisa busca informações sobre como uma molécula chave na atmosfera de Titã é formada e dá algumas pistas sobre a evolução das atmosferas de Titã e da Terra
|
Vista de Saturno e Titã criada pela combinação de imagens obtidas pela espaçonave Cassini em janeiro de 2008. |
15 de setembro de 2009
Uma equipe internacional de cientistas anunciou a confirmação de uma reação química chave para a formação de moléculas de triaceltileno na atmosfera ultra resfriada da lua de Saturno, Titã.
Uma vez que se acredita que a atual atmosfera de Titã seja semelhante à atmosfera primeva da Terra, o estudo sugere que o triacetileno também pode ter se formado na atmosfera primeva da Terra e fornece pistas para a evolução da atmosfera terrestre que existiu antes do aparecimento da vida no planeta, a cerca de 3,5 bilhões de anos.
As descobertas aparecem na edição online de 14 de setembro de 2009 de Proceedings of the National Academy of Sciences. O estudo foi financiado pela Fundação Nacional de Ciências (NSF).
O triacetileno é uma substância da família dos poli-inos [polímeros de hidrocarbonetos não saturados com triplas ligações entre átomos de carbono]. Acredita-se que os poli-inos sirvam como escudos contra a radiação ultravioleta nos ambientes planetários, tal como o ozônio na atmosfera terrestre antes do surgimento da vida, e constituem componentes importantes da neblina alaranjada e composta de aerossóis que envolve Titã.
|
|
|
Três vistas de Titã: um composto de cor natural, monocromático e falsa-cor. |
Os cientistas vem estudando o papel do triacetileno, bem como de outro poli-ino, o diacetileno, na evolução química da atmosfera de Titã nas últimas quatro décadas. O triacetileno e diacetileno são moléculas que consistem, respectivamente, de seis e quatro átomos de carbono e dois átomos de hidrogênio. Os átomos em cada molécula são conectados por ligações simples e triplas, alternadamente.
Infelizmente, os processos subjacentes que dão início e controlam a formação e o crescimento desses dois poli-inos são os menos conhecidos até a presente data. Com base em estudos limitados de laboratório sobre a formação de suspensões coloidais, os primeiros químicos planetários tentaram desenvolver modelos foto-químicos da atmosfera de Titã. Ralf Kaises, físico-químico da Universidade do Hawaii, co-autor do estudo, verificou que “surpreendentemente, os modelos foto-químicos revelearam mecanismos inconsistentes para a produção de poli-inos” (um “mecanismo” é a sequência de passos em uma reação química).
|
|
|
Uma vista em ultravioleta do lado noturno da atmosfera superior de Titã e suas várias camadas de fina névoa. |
A chegada da espaçonave Cassini em Titã em 2004 e o pouso de sua sonda Huygens na superfície de Titã em 2005, confirmaram a abundância de diacetileno e acetileno em Titã. O acetileno [na nomenclatura IUPAC: etino] é composto de dois átomos de carbono e dois de hidrogênio, com os átomos de carbono interligados por uma ligação tripla. Também foi detectado o triacetileno na camada mais externa da atmosfera de Titã, um ion positivamente carregado de triacetileno com um átomo de hidrogênio a mais. A missão revelou, também, que a transformação de acetileno e diacetileno em poliacetilenos, tais como o triacetileno, são provavelmente um dos passos mais importantes na evolução das atmosferas planetárias.
|
|
|
Da esquerda para a direita: imagens do radical etinil, acetileno, diacetileno e triacetileno. |
Para desvelar a formação do triacetileno e fornecer um modelo foto-químico mais preciso, Kaiser e seus colaboradores primeiramente confirmaram em seu laboratório na Terra que o triacetileno poderia ser formado pela colisão de um único radical etinil e uma molécula de diacetileno. O etinil é altamente reativo e composto de dois átomos de carbono conectados por uma ligação tripla e um elétron solitário no átomo de carbono externo. É esse elétron solitário (ou radical) que dá iníico ao ataque do etinil a outras moléculas (ver imagem ao lado). O etinil é produzido na atmosfera de Titã pela foto-dissociação do acetileno pela luz ultravioleta (a foto-dissociação é uma reação química que emprega fótons de luz para quebrar uma substância química).
|
|
|
Concepção artítica da descida da Sonda Huygens da ESA à superfície de Titã. |
Na experiência, o grupo de Kaiser usou uma máquina de “feixe molecular cruzado” para fazer colidir feixes supersônicos gasosos de eitinil e diacetileno. Medições com espectrômetro de massa dos produtos da reação confirmaram a formação de triacetileno, mais um átomo isolado de hidrogênio.
Para revelar o mecanismo envolvido na formação do triacetileno, Alexander Mebel, um químico teórico da Florida International University, combinou os resultados experimentais com modelos computacionais da reação do etinil e do diacetileno. Os modelos teóricos computacionais também contemplam a distribuição tridimensional dos elétrons nos átomos e, dessa forma, o nível de energia total de cada molécula.
As computações de Mebel confirmaram que o triacetileno pode ser formado a partir da reação de um único radical etinil que colida com uma molécula de diacetileno e a existência de três moléculas transientes intermediárias.
O que talvez seja mais importante, uma vez que a temperatura da atmosfera de Titã varia de -73ºC a -179ºC, o que torna imperativo que as reações químicas sejam exergônicas (liberem energia), as computações de Mebel confirmaram que a formação de triacetileno libera energia.
|
|
|
Imagem de objetos semelhantes a pedras capturada pela sonda Huygens durante sua descida à superfície de Titã. |
Para completar os estudo, Danie Liang e Yuk Yung, cientistas planetárias na Academia Sinica de Taiwan e California Institute of Technology (Caltech), respectivamente, realizaram estudos de modelagem foto-química da atmosfera de Titã. Os modelos indicam que o triacetileno pode servir como matéria-prima para a formação de poli-inos maiores e mais complexos que seriam os precussores dos aerossóis que formam as camadas de neblina que envolvem Titã.
Para o futuro, Kaiser vai combinar os resultados de suas pesquisas com as observações com base na Terra da atmosfera de Titã. Alan Tokunaga, astrônomo da Universidade do Hawaii, está realizando atualmente essas observações através do telescópio infravermelho situado no topo do vulcão inativo Mauna Kea, no Hawaii.
Os co-autores do artigo são: Xibin Gu e Seol Kim, Universidade do Hawaii; Alexander Mebel, Florida International University; Danie Liang, Academia Sinica; e Yuk L. Yung, Caltech.
O estudo é financiado pela Divisão de Química e pelo Escritório Internacional de Ciências e Engenharia da NSF (Gu, Kim, Kaiser, Mebel), e pelo Conselho Nacional de Ciências de Taiwan (Liang).
Previsões para a vindoura Temporada de Furacões
01 de junho de 2009
>
|
|
|
Imagem ampliada |
A Temporada de Furacões no hemisfério Norte está começando. Para efeitos de referência, o período começa em 1 de junho e vai até 30 de novembro para o Atlântico – no Pacífico, costuma ser entre 15 de maio e 30 de novembro. E o que se pode esperar para esta nova temporada? Quais são os indícios que se pode colher a partir da rede de satélites da NASA, e o que esses dados sugerem?
As previsões são feitas pelo Centro Nacional de Furacões (National Hurricane Center) da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (National Oceanic and Atmospheric Administration = NOAA) que acompanha todos os tipos de ciclones tropicais, isto é, furacões, tufões, tempestades tropicais e depressões tropicais nas costas do Atlântico e Pacífico. A NASA coleta os dados de satélites e seus cientistas realizam pesquisas sobre os ciclones tropicais.
A esquadra de satélites da NASA que fornecem dados para essas pesquisas e previsões compreende: o satélite da missão Tropical Rainfall Measuring Mission (Missão de Medição de Precipitação Tropical), Aqua, QuikScat, CloudSat, o Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES), JASON-1, OSTM/ Jason-2, Landsat e Terra. Exceto o GOES que é gerenciado pela NOAA, todas as missões são controladas ou pelo Centro de Voo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland, ou pelo Laboratório
de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia. O Escritório do Projeto GOES da NASA, no centro Goddard, gera as imagens e animações do GOES.
|
|
|
Imagem ampliada |
Usando todos esses satélites e seus instrumentos, os cientistas da NASA recolhem dados sobre vários fatores que dizem se um ciclone tropical irá ganhar ou perder força. Esses dados compreendem: ventos das tempestades e os de superfície; altitudes e temperaturas da superfície do mar; intensidade e área das chuvas; atividade elétrica das tempestades; água e vapor d’água nas nuvens; altitude das nuvens, extensão da cobertura das nuvens e temperatura, umidade e pressão das mesmas; desenvolvimento das nuvens; e o tamanho da tempestade.
Os dados da NASA indicam, atualmente, que as temperaturas da superfície do mar no Atlântico Tropical estão abaixo do normal. Essas temperaturas oceânicas mais frias podem “tirar o alimento” dos furacões nascentes, deixando-os “raquíticos”, uma vez que sua principal fonte de energia são as águas com temperaturas mais altas do que 27°C. Isso sugere que talvez nesta temporada haja menos furacões.
Embora as águas do Atlântico estejam mais frias do que o normal, a primeira depressão tropical desta estação no Atlântico se formou em 27 de maio, em torno do meio-dia (horário de Brasília), nas águas mais quentes da Corrente do Golfo, cerca de 310 milhas ao Sul de Providence, Rhode Island, e daí se moveu para longe do continente e para águas mais frias, o que levou a sua dissipação.
|
|
|
Imagem ampliada |
Enquanto isso, no Pacífico Leste, as condições ditadas por La Niña nos últimos anos estão desaparecendo. Isso também é uma boa notícia, com respeito a temporada de furacões vindoura, já que La Niña tende a empurrar a Corrente de Jato mais para o Norte, o que diminui a força dos ventos nos trópicos que dissipam os furacões. A Corrente de Jato é uma faixa de ar em rápido movimento na troposfera superior que guia zonas de baixa pressão (tempestades) e frentes.
No entanto, ainda é muito cedo para previsões sobre a atividade de furacões, uma vez que muita coisa pode se modificar durante o verão (no Hemisfério Norte). Será que El Niño vai aparecer no Pacífico, ou será que La Niña vai reaparecer de surpresa? O Atlântico vai esquentar durante o verão? E ainda existem algumas “incógnitas”. Desde 1995, o Atlântico entrou em uma fase multi-decenal que favorece o aumento da atividade dos furacões – o que vicia os dados em favor de mais furacões.
No Pacífico, o padrão de “ferradura” quente e “cunha” fria da Oscilação Decenal do Pacífico (Pacific Decadal Oscillation = PDO) ainda é forte na temperatura da superfície do mar e nas imagens da altitude do nível do mar. Essa PDO é uma flutuação de longo prazo na temperatura do Oceano Pacífico que cresce e desaparece a cada 10 a 20 anos.
Os dados mais recentes colhidos pela NASA sobre a temperatura e a altitude da superfície do mar, ilustram claramente a permanência desse padrão que se estende por toda a bacia. “Embora esse padrão da PDO mostre uma tendência a tornar mais remota a formação do El Niño, as águas quentes no Pacífico Ocidental favorecem uma temporada de tufões (o equivalente aos furacões do Pacífico Oriental e do Atlântico) e inibem a dispersão ds furacões sobre o Atlântico e o Caribe”, observa o Dr. William Patzert do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL).
|
|
|
Imagem ampliada |
No decorrer do outono as condições atuais podem se modificar. Uma maior vigilância e uma preparação antecipada ainda são as melhores maneiras de se preparar para uma Temporada de Furacões. “Ao longo de costas sujeitas a furacões, esteja pronto; você pode ser nocauteado, não importa qual é a opinião dos experts hoje”, acautela Patzert.
Sempre e seja onde for que um ciclone tropical se formar, os dados dos satélites da NASA fornecerão os dados que auxiliarão os meteorologistas a formarem uma idéia mais clara de como ele vai se comportar.
Matéria original de: Bill Patzert e Rob Gutro
Jet Propulsion Laboratory e Goddard Space Flight Center
Agência Espacial Européia estende a missão Envisat
 |
 |
| O Envisat (concepção artísitca) |
5 de junho de 2009
Os Estados Membros da ESA votaram unanimemente pela extensão da missão Envisat até 2013. O Envisat – o maior satélite do mundo e o mais sofisticado já construído – vem proporcionando aos cientistas e utilizadores operacionais dados inestimáveis para monitoramento e previsões globais desde seu lançamento em 2002.
“A decisão de estender as operações da missão Envisat, tomada durante o último encontro da Direção do Programa de Observação da Terra da ESA, é um reconhecimento do sucesso da missão, em termos do grande número de usuários científicos e operacionais atendidos, e do bom estado técnico do satélite após sete anos de funcionamento”, declarou o Gerente da Missão Envisat, Henri Laur.
O Envisat – sigla para ENVIronmental SATellite (Satélite Ambiental) – tem uma singular combinação de 10 instrumentos diferentes que coletam dados acerca da atmosfera, das terras, dos mares e das superfícies geladas da Terra – fornecendo aos cientistas o quadro mais detalhado, até hoje, do estado do planeta.
|
 |
| Mapa da cobertura global do Envisat |
Os dados do Envisat jamais tiveram tanta procura como hoje em dia e muitos dos serviços estabelecidos dependem da obtenção dos dados em tempo quase-real (near-real time = NRT). Os dados estão sendo cada vez mais empregados em aplicações de rotina, tais como o monitoramento das calotas de gelo sobre os mares, vazamentos de petróleo e repressão à pesca ilegal, que precisam do acesso mais rápido possível aos dados, de forma a permitir a rápida tomada de decisões.
Os dados em NRT do Envisat possibilitam fornecer diariamente temperaturas da superfície do mar, mapas de incêndios por todo o mundo, previsões de níveis de radiação UV e de ozônio, tudo acessível através da página Today’s Earth check-up no website da ESA.
Outro motivo para a extensão da missão foi a necessidade dos cientistas de poderem acessar dados que cubram longos períodos de tempo, a fim de identificar e analisar tendências e mudanças climáticas de longo prazo (tais como as concentrações de gases de efeito-estufa, temperaturas da superfície do mar, níveis dos mares e extensão das calotas de gelo sobre os mares).
 |
|
| Interferograma do Envisat do terremoto em L’Aquila |
O Envisat obtém isso mantendo a continuidade do fluxo de dados que começou, no início dos anos 1990, com os satélites anteriores da ESA, ERS-1 e ERS-2. Com a prorrogação, o Envisat vai cobrir a lacuna nos dados que existiria até o lançamento dos satélites da série Sentinel que farão parte da iniciativa Global
Monitoring for Environment and Security (GMES) (Monitoramento Global para Ambiente e Segurança).
O Sentinel-1 vai assegurar a continuidade do imageamento por radar. O Sentinel-3 vai dar continuidade às funções de altímetro por radar e sensores ópticos do Envisat. E a missão precussora do Sentinel-5 vai dar continuidade aos sensores atmosféricos do Envisat.
A missão Envisat gera uma grande quantidade diária de dados, através da rede de estações de aquisição e centros de processamento, que se estende por toda a Europa. O acesso aos dados do Envisat tem recebido contínuos upgrades desde seu lançamento, disponibilizando uma crescente quantidade de dados online inteiramente de graça.
Monitoramento de plataformas “offshore” – tecnologia vinda do espaço
 |
|
Usando tecnologia espacial para monitorar campos de petróleo e gás “offshore”
 |
|
| Controle por satélite para o monitoramento de instalações de prospecção de petróleo e gás “offshore”
|
2 de junho de 2009
Com o auxílio da tecnologia da ESA empregada no monitoramento e controle de satélites, uma nova companhia no Centro de Incubação de Negócios da ESA desenvolveu um sistema para o monitoramento remoto de instalações de prospecção de petróleo e gás “offshore”.
“Nosso sistema batizado de Remote Intuitive Visual Operations system (RIVOPS) (Sistema de Operações Remoto Visual Intuitivo) é baseado em anos de experiência da ESA no monitoramento de satélites e na administração de situações de emergência. É um sistema de alarme e monitoramento que se sobrepõe aos sistemas de controle convencionais comercializados e usados pelas companhias de exploração “offshore” de pertróleo e gás”, explica Alexandre Van Damme da companhia franco-holandesa EATOPS.
|
 |
| Plataforma de pretróleo “offshore”
|
Em uma instalação “offshore”, milhares de parâmetros têm que ser monitorados continuamente. Combinando os parâmetros monitorados em conglomerados e aplicando uma série de algorítimos de filtragem, a EATOPS fornece uma visão geral limpa, gráfica e intuitiva de todas as situações de emergência que podem ocorrer em uma plataforma de petróleo ou outra estrutura “offshore” similar.
O sistema RIVOPS da EATOPS acrescenta funcionalidade aos sistemas de monitoramento já em uso para a supervisão das instalações e auxiliar os operadores das instalações de petróleo e gás a detectar e identificar os problemas de modo mais rápido e eficiente.
 |
|
| Controle de satélites
|
A tecnologia espacial aumenta a segurança
Na ESA, o conceito de agrupar parâmetros em conglomerados principais para monitoramento foi desenvolvido e refinado ao longo dos anos para o controle de satélites. O modo de organizar o monitoramento dos parâmetros dos satélites e o emprego de técnicas de visualização intuitiva se provou ser uma metodologia segura que permite uma tomada de decisões mais rápida.
|
 |
| Envisat
|
Isso tornou possível operar e monitorar continuamente uma grande gama de parâmetros com um número relativamente pequeno de operadores. Para o Envisat, o maior satélite europeu, os operadores têm que monitorar continuamente mais de 20 000 parâmetros, o que é um número comparável ao de uma grande instalação “offshore” de petróleo e gás.
“Dentro de segundos, o operador consegue identificar de onde estão se originando os alarmes e, o que é mais importante, como eles se relacionam entre si. O RIVOPS pode supervisionar constantemente grandes instalações, tais como os campos de pretróleo e gás, e proporcionar aos operadores uma clara compreensão do cenário de uma emergência em tempo real, o que aumenta a segurança geral das instalações”, explica Van Damme.
|
 |
| Operação do sistema RIVOPS
|
Van
Damme é um dos inventores do RIVOPS. Este sistema foi desenvolvido a partir do emprego de tecnologia comprovada da ESA com controles ergonômicos para o controle de seus satélites que consiste de um console que fornece uma visão geral inteligente das situações de alarme. Ele foi desenvolvido no Centro de Incubação de Negócios da ESA no European Space Research and Technology Centre (ESTEC) (Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espaciais) em Noordwijk, Holanda, com o apoio dos controladores de voo da ESA, assim como da perícia dos centros de controle de petróleo e gás “offshore” do Mar do Norte localizados em Den Haag
e Den Helder na Holanda, e em Stavanger na Noruega.
 |
|
| O RIVOPS apresenta o status em displays em três dimensões.
|
Um novo display tridimensional para uma melhor supervisão
Outro aspecto inovador do sistema RIVOPS, em comparação com muitos sistemas convencionais de monitoramento industrial, é que ele usa representações em três dimensões para exibir o estado de todos os parâmetros. Isso foi desenvolvido para o controle de satélites a fim de melhorar a visibilidade. Transferido para o RIVOPS, ele foi melhorado com toda uma nova gama de recursos especificamente projetados para instalações “offshore” de petróleo e gás.
O sistema RIVOPS está, atualmente, passando por avaliações or parte de várias instalações no Mar do Norte em águas holandeseas e norueguesas. Van Damme antevê que o sistema RIVOPS poderia dar uma segurança extra para as futuras prospecções planejadas para o Mar Ártico, onde o frágil ecossistema polar, combinado com condições climáticas extremamente rudes, exige um monitoramento extra-cuidadoso, como, por exemplo, o vasto campo de gás de Shtokman no Mar de Barents, que se estima ser um dos maiores campos de gás do mundo.
|
 |
| Plataforma de exploracão de petróleo “offshore”
|
“Localizado a
600 km ao Norte da Peninsula de Kola, os icebergs, ondas de 27 metros e temperaturas de até -50°C, fazem exigências extremas sobre as tecnologias e sistemas necessários a uma extração e transporte seguros desse gás até os litorais da Europa, Rússia e América do Norte”, diz Van Damme.
“Para tais instalações, nosso sistema RIVOPS poderia prover uma segurança extra”.
Fruto do Centro de Incubação de Negócios da ESA
“Este é um excelente exemplo de como a tecnologia espacial pode trazer benefícios para a sociedade”, explica Bruno Naulais, Gerente de Incubação de Negócios da ESA.
“A EATOPS baseou seu sistema em tecnologia bem comprovada que usamos na ESA para
monitorar todos os nossos satélites. Ficando localizada no Centro de Incubação de Negócios da ESA no ESTEC, a EATOPS conseguiu acelerar a aplicação da tecnologia para os negócios de “offshore”. Nossos especialisras em monitoramento de satélites auxiliaram a EATOPS a transferir a comprovada funcionalidade de nossas aplicações para seu novo sistema”.
Escritório do Programa de Tranferência de Tecnologia da ESA (Technology Transfer Programme Office = TTPO)
A principal missão do ESA-TTPO é facilitar o uso de tecnologia espacial e sistemas espaciais para aplicações não espaciais, e demonstrar de forma cabal os benefícios do programa espacial europeu para os cidadãos europeus. O TTPO é responsável pela estratégia geral de transferência de tecnologias espaciais, inclusive a incubação de núcleos de companhias e seu financiamento.
A navegação na Europa vista do espaço
 |
|
| Mapa de emissões de NO2 sobreposto ao mapa das rotas de navegação |
Mapas da ESA revelam as rotas de navegação européias como nunca feito antes
22 de maio de 2009
Uma visão sinóptica das rotas de navegação européias pode ser vista agora pela primeira vez graças a um novo mapa criado a partir de sete anos de dados de radar coletados pelo satélite Envisat da ESA (Agência Espacial Européia).
Os satélites de observação da Terra têm prestado serviços de detecção de navios por muitos anos, mas esta é a primeira vez que essa quantidade de dados, coletados por um período assim extenso, foi processada para produzir uma visão geral dos padrões das rotas dos navios
.
O Dr Vincent Kerbaol e Guillaume Hajduch da CLS (Collecte Localisation Satellite, uma subsidiária do Centre national d’études spatiales, CNES, da França) criaram o mapa com base em um novo algoritmo de detecção de navios, desenvolvido por eles. Usando esse algoritmo, eles processaram dados produzidos em tempo quase real pelo Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) do Envisat de 2002 a 2009.
Hajduch calibrou os dados recuperados do arquivo da ESA e então, como os navios aparecem como pontos brilhantes nas imagens de radar, identificou os pontos mais brilhantes nas áreas marítimas.
Embora os navios apresentem uma eficiência energética maior do que outras formas de transporte comercial, muitos motores marítimos funcionam com combustíveis extremamente sujos que causam grandes emissões de poluidores da atmosfera, tais como o dióxido de enxofre (SO2) e o dióxido de nitrogênio (NO2).
As emissões de SO2 e NO2 vindas de navios são responsáveis por chuvas ácidas que são danosas para o meio ambiente, e partículas finas de matéria que são danosas para as pessoas. Assim como é para detectar as emissões industriais e de outros meios de transporte comerciais, as emissões de NO2 de navios podem ser medidas a partir do espaço ao longo das prinicipais rotas de navegação. Para ilustrar esse fato, na animação acima foram sobrepostos um mapa de emissão de NO2 e um mapa das rotas de navegação. As rotas correspondem claramente ao padrão de NO2 detectado.
|
 |
|
Rotas de navegação ao largo de Portugal
|
O monitoramento dos navios na superfície do mar é muito importante para a observação do transporte marítimo e pode auxiliar as autoridades marítimas a verificarem que as rotas prescritas vem sendo obedecidas.
Por exemplo, o Comitê de Segurança Marítima modificou os esquemas de separação de tráfego ao largo da costa de Portugal em 2005 para adicionar duas novas rotas e afastar as rotas da costa. As imagens do ASAR à direita, obtidas antes e depois de serem implantados os novos esquemas, mostram que foram implementados com sucesso.
 |
|
| Distribuição dos navios pelos portos da Europa |
Além de por em evidência as rotas de navegação, as vistas de satélite também detectam quais portos estão recebendo navios, como mostra a imagem do ASAR do Mar do Norte à esquerda. Os portos de Calais na França, Antuérpia na Bélgica, Bremen e Hamburgo na Alemanha e o Europoort na Holanda (um dos portos mais movimentados do mundo), todos aparecem apinhados de navios nesta imagem (denotados pelos pontos azuis mais densos).
