Acordos internacionais de cooperação técnica: satélites

Carlos Alexandre WuenscheRio de Janeiro, 07/11/2012

XII Encontro Nacional de Estudos Estratégicos

O Setor Espacial Brasileiro: cenário atual e perspectivas

SATELITES NO INPE: passado, presente, futuro

CBERS-1 (*) - China Brazil Earth Resources Satellite - Brasil/China CBERS-2 (*) - Brasil/China CBERS-2B (*) - Brasil/China

CBERS-3 (*) Brasil/China CBERS-4 (*)Brasil/China EQUARS - Equatorial Atmosphere Research Satellite – vários atores MIRAX – Monitor e Imageador de Raios-X – USA/Alemanha/Itália SABIA-MAR (*) - Brasil/Argentina MAPSAR - Multi-Application Purpose SAR (*) Brasil/Alemanha IBSA – India-Brazil_South Africa Satellite (*)

SACI – Satélite Científico (Japão) – EUA/Japão/Franca ISS – Estação Espacial Internacional (*) – vários atores FBM – French-Brazilian Microsatellite (*) - França SABIA – Satélite Brasil-Argentina para Informações de Água, Agricultura e

Ambiente (*) Brasil/Argentina

Não concluídos/não operacionais/adaptados

Fase 0/Fase A

Fase B

Fase D

Programa CBERS – Principais marcos

1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019

CBERS-1

CBERS-2

CBERS-2B

CBERS-3

CBERS-4

Set/99 Mar/03

Out/03 Mar/09

Set/07

Dez/12

Dez/14

Abr/10

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA – MCT COMISSION FOR SCIENCE, TECNOLOGY AND INDUSTRY FOR DEFENSE – COSTIND

Breve histórico do Programa CBERS 1&2

• Work Report on Sino-Brazilian Joint Project for Development of CBERS Satellites, Beijing, 04/Mar/1988

• Protocolo sobre Aprovação de Pesquisa e Produção de Satélite de Recursos da Terra, entre o Governo da República Federativa do Brasil e o Governo da República Popular da China., Beijing, 06/Jul/1988

• Cooperation Agreement for the China-Brazil Earth Resource Satellites between the Chinese Academy of Space Technology of China and the Institute for Space Research of Brazil., Beijing, 22/Ago/1988

• Acordo-Quadro sobre Cooperação em Aplicações Pacíficas de Ciência e Tecnologia do Espaço Exterior entre o Governo da República Federativa do Brasil e o Governo da República Popular da China, Beijing, 08/Nov/1994

Objetivos do 1o acordo

Construção de dois satélites;

Uso conjunto das imagens.

Operação em órbita dos satélites;

Lançamento dos dois satélites;

Divisão de custos: 30 % Brasil 70 % China;

Lançamentos: China.

3 bandas espectrais com 80 metros e 1 banda espectral no infravermelho com 160 metros de resolução (IRMSS)

Aplicação dos satélites• Sensoriamento remoto• Coleta de dados5 bandas espectrais com 20 m de resolução (CCD)

2 bandas espectrais com 260 m de resoluçao (WFI)

Transponder de coleta de dados

O satélite Caracteristicas principais

Massa total 1540 kg 80 kg hidrazina

Estrutura mecânica 1.8x2.0x2.2 m  alumínio e fibra de carbono

Potência elétrica 1400 W 14 m2 painel solar; c.s. silício2 baterias NiCd de 30 Ah

Sistema de propulsão hidrazina 16 propulsores de 1 N2 propulsores de 20 N

Precisão de apontamento

0.2 graus rodas de reação, 'magnetic-torquers', giros e sensores

Supervisão de bordo distribuída 10 micro-processadores

Telemetria e comandos UHF e banda S Padrão ESA para banda S

Confiabilidade 0.6 Após 2 anos de vida

Módulo de Serviço: Assegura o suprimento de energia, os controles, as telecomunicações de serviço, a supervisão e demais funções necessárias à operação do satélite.

Módulo Carga Útil:Acomoda os sensores de imagem, os transmissores de dados de imagem, o gravador e o sistema de coleta de dados.

O SatéliteMódulos

Estrutura: Brasil

Controle térmico: China

Controle de órbita e atitude: China

Suprimento de energia: Brasil

Supervisão de bordo: China

Telecomunicações de serviço: Brasil/China

Divisão de Reponsabilidades

Módulo de Serviço

Camera CCD: China

IRMSS: China

WFI: Brasil

Transmissor de dados imagem: China

Coleta de dados: Brasil

Monitor ambiente espacial:China

Divisão de ResponsabilidadesMódulo Carga Útil

Operação e Controle dos satélites

A operação das cargas úteis do satélite efetuadas independentemente por cada país dentro da área de visibilidade das estações de recepção de imagens.

O controle do satélite durante a vida útil é efetuada pelo Brasil e China em períodos alternados.

CBERS 1&2 - Instrumentos1 - Módulo de Serviço

2 - Sensor de Presença do Sol

3 - Conjunto dos Propulsores de 20N

4 - Conjunto dos Propulsores de 1N

5 - Divisória Central

6 - Antena UHF de Recepção

7 - Câmera de Varredura Infravermelho (IRMSS)

8 - Antena de Transmissão do IR

9 - Antena de Transmissão em VHF

10 - Antena UHF Tx/Rx

11 - Antena em Banda - S (DCS)

12 - Antena de Transmissão do CCD

13 - Antena de Transmissão em UHF

14 - Câmera CCD

15 - Antena em Banda-S (TT&C)

16 - Módulo de Carga Útil

17 - Antena em Banda-S (TT&C)

18 - Antena de Recepção em UHF

19 - Painel Solar

20 - WFI

Estações de recepção de imagens

Política de uso das imagens

Uso irrestrito das imagens para aplicações no Brasil e na China;

CBERS 1 14 de outubro de 1999

CBERS 1

Integração e Testes

CAST

Lançamento

CBERS-1 (14 de outubro de 1999)Taiyuan Satellite Launching Center.

CBERS-1 Resultado da Missão Satélite operou satisfatoriamente durante sua vida Tempo de operação ultrapassou vida útil de projeto

– Vida útil de projeto: 2 anos– Tempo de operação: 3 anos e 10 meses

Problemas de projeto (AOCS) foram corrigidos ao longo da operação

Geração de imagens– Qualidade das imagens

Satélite cumpriu satisfatoriamente a missão para a qual foi projetado

CBERS 2

CBERS 2 21 de outubro de 2003

Integração e Testes

LIT / INPE Transporte para a China Teste Vibração Acústica / CAST

Lançamento

CBERS-2 prepared for launch (2003)

CBERS-2 being put into Long March-4B

Lançamento (cont.)

CBERS-2 (21 de Outubro de 2003)Taiyuan Satellite Launching Center.

Lançamento (cont.)Base

Estação

CBERS-2 Launch (21 October 2003)

CBERS-2

CBERS-2 Resultado da Missão Satélite operou satisfatoriamente durante sua vida Tempo de operação ultrapassou vida útil de projeto

– Vida útil de projeto: 2 anos– Tempo de operação: 6 anos e 2 meses

Geração de imagens– Qualidade das imagens

Satélite cumpriu satisfatoriamente a missão para a qual foi projetado

Image CBERS-2 WFI

CBERS2-WFI – 157/124, 18/01/2004, São Paulo

WFI sensor

CBERS-1 IRMSS DaLian Bay， China

CBERS-2 CCD ShenYang China

CBERS-2 CCD, Minas Gerais, Brazil

CBERS-2 CCD Sobradinho Dam, Brazil Dez 2003

CBERS-2 CCD, Parnaíba River Delta, Nov 2003

CBERS-2 CCD, Pradópolis, Brazil, Nov 2003

CBERS-2 CCD, Macapá, Brazil

CBERS-2 WFI mosaic of Mato Grosso state, 2003

CBERS-2B

CBERS-2B Launch (19 September 2007)

CBERS 2B - Proposta

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

CBERS 1

CBERS 2

CBERS 3

CBERS 2B

Agosto / 03Outubro / 99

Outubro / 03

Outubro / 08

Outubro / 06

- Proposta: julho / 2004- Resultado do estudo: outubro / 2004

Distribuição Imagens CBERS 2 (Fev / 2004 – Ago / 2004)

Número total de imagens distribuídas 22.460

Órgãos de governo 194

Empresas privadas 356

Entidades educacionais 208

CBERS-1, 2, 2B work share (70% China, 30% Brazil)Service Module

Structure BrasilThermal Control

ChinaAttitude and Orbit Control ChinaPower supply BrasilOn-board computer ChinaTelemetry Brasil

Payload Module

CCDChina

IRMSSChina

WFI BrasilData Transmission ChinaData collection Brasil

Integration of CBERS-2B in INPE (2006-2007)

Assembly, integration and test (AIT) facilities at INPE

Assembly of CBERS-2B Cameras

Integration of CBERS-2B in INPE (2006-2007)

CBERS-2B HRC (PAN - 2,7 m) + CCD (multispectral, 20 m)Guarulhos Airport, Sao Paulo, March 2008

CBERS-2B HRC (PAN - 2,7 m) + CCD (multispectral, 20 m)São Felix do Xingu, Pará, June 2008

CBERS-2B – Forest DegradationCBERS-HRC (2,5 m) + CCD (20 m)

CBERS-2B HRC allows better detection of forest degradation (region of Marcelandia, Mato Grosso, Brazil)

DeforestationDegradation

北川县

CBERS-2B image of Beichuan Earthquake 2008

CBERS-2B image of the Barrier lake in Tangjiashan after earthquake on 1 June 2008

CBERS-2B image of Beichuan County after earthquake on 1 June 2008

CBERS-3,4

A new generation of CBERS satellite: better instruments, longer lifetime

Acordo assinado em novembro de 2002.

Continuidade do Programa CBERS 1&2.

Os satélites CBERS 3&4 substituem a operação dos satélites da série CBERS 1&2.

Satélites CBERS 1&2: 70 % e 30 %.

Satélites CBERS 3&4: 50% e 50%.

Os satélites da série CBERS 3 e 4 estarão equipados com instrumentos mais sofisticados do que os que equipam os satélites da série CBERS 1&2.

CBERS 3&4

CBERS 3&4

Banda Intervalo Espectral (mm)

ResoluçãoEspacial

(m)

Largura da Faixa Imageada

(km)

RevisitaReal (dias)

Multi-espectral 0.51 – 0.85 5 60 -

Verde 0.52 – 0.59 10 60 5

Vermelho 0.63 – 0.69 10 60 5

IV próximo 0.77 – 0.89 10 60 5

Verde 0.52 – 0.59 20 (20) 120 (113) 26

Vermelho 0.63 – 0.69 20 (20) 120 (113) 26

IV-próximo 0.77 – 0.89 20 (20) 120 (113) 26

IV-médio 1.55 - 1.75 20 120 26

Multi-espectral (IV) 0.76 – 0.90 40 (80) 120 (120) 26

IV-médio 1.55 – 1.75 40 (80) 120 (120) 26

IV-médio 2.08 – 2.35 40 (80) 120 (120) 26

IV-thermal 10.4 – 12.5 80 (160) 120 (120) 26

Azul 0.45 – 0.52 73 866 5

Verde 0.52 – 0.59 73 866 5

Vermelho 0.63 – 0.69 73 (260) 866 (890) 5

IV-próximo 0.77 – 0.89 73 (260) 866 (890) 5

IV-médio 1.55 – 1.75 73 866 5

CBERS 3&4 – InstrumentosP

AN

MU

XC

CD

IRM

SS

WF

I

MUX 5/10 m(120 km)

CBERS 3 – 4 Sensors

µm0.4 2.30.7 0.90.5 1.5 1.7 2.

1

Built by China Built by Brazil

3.7 103.5 3.9 12

CCD 20 m (120 km)

IRMSS 40 m (120 km)

Visible – Near IR Short wave IR Medium wave IR Thermal IR

AWFI 60 m (720 km)

CBERS-3,4 Sensor Configuration: PANMUX, CCD

Sensor Bands (m) Swath (km) Resolution (m)

PAN 0.51 – 0.85 60 5

MUX 0.52 – 0.59 60 10

0.63 – 0.69 60 10

0.77 – 0.89 60 10

CCD 0.45 – 0.52 120 20

0.52 – 0.59 120 20

0.63 – 0.69 120 20

0.77 – 0.89 120 20

CBERS-3,4 Sensor Configuration: IRMSS, AWFI

Sensor Bands (m) Swath (km) Resolution (m)

IRMSS 0.76 – 1.10 120 40

1.55 – 1.75 120 40

2.08 – 2.35 120 40

10.4 – 12.5 120 80

AWFI 0.45 – 0.52 840 70

(10 bits) 0.52 – 0.59 840 70

0.63 – 0.69 840 70

0.77 – 0.89 840 70

CBERS 3/4 x LANDSAT-7

mm0.4 2.30.

71.10.

90.5 1.5 1.7 2.1

CCD 20 m (120 km)MUX 10 m (60 km)

PAN 5 m (60 km)

PAN 15 m (180 km)

TM 30 m (180 km)

MSS 40 m (120 km)

WFI 73 m (860 km)

CBERS-3,4 Subsystem Work Share

China Brazil

TCS - Thermal Control Structure

AOCS - Attitude Control * EPSS - Electrical Power Supply **

OBDH - Onboard Data Handling * TTCS – Service Telecommunications **SCS - System Circuitry MUX camera (20m)PAN camera (5m) WFI-2 camera (73m) IRS camera (40m) DDR – Data Recorder

SEM – Space Environment DCS – Data Collecting PIT – Data Transmitter MWT – Data Transmitter

CBERS 1, 2, 2B CBERS 3, 4

Mass 1450 kg 1980 kg

Electrical Power 1100 W 2300 WPayload Bit Rate 166 Mbps 303 MbpsLifetime 2 years 3 years

CBERS platform

CBERS-3 Structural Model Tests (2008-2009)

CBERS-3, 4 industrial policy in Brazil

Contracts with Brazilian industry: R$ 320 millionCBERS total budget: R$ 540 million

CompanyOPTO R$ 85.100.052.10

OMNISYS R$ 3.040.614.08OMNISYS R$ 10.188.733.26

AEROELETRONICA R$ 24.704.596.56CENIC R$ 49.442.106.58

MECTRON R$ 11.664.560.07OPTO/EQUATORIAL R$ 60.589.870.55

OMNISYS R$ 39.976.407.51MECTRON R$ 7.858.848.00NEURON R$ 2.772.054.75OMNISYS R$ 14.884.414.17ORBITAL R$ 5.319.287.59ORBISAT R$ 800.000.00FUNCATE R$ 329.560.00

CENIC R$ 3.459.986.00R$ 320.131.091.22

CBERS industrial contracts

The future of CBERS

CBERS satellites will provide key information about global land change

62

CBERS 05/06 Preliminary Proposal

Medium resolution and wide swath to revisit the earth surface with a high frequency.

PRÓXIMAS MISSÕES

EQUARS - Equatorial Atmosphere Research Satellite – vários atores

MIRAX – Monitor e Imageador de Raios-X – USA/Alemanha/Itália

SABIA-MAR (*) - Brasil/Argentina IBSA – India-Brazil_South Africa Satellite (*) MAPSAR - Multi-Application Purpose SAR (*) Brasil/Alemanha

small (~200 kg, ~240 W)low-cost (~US$10M) energy range: 2 to 200 keV

angular resolution: 5’-7’30”

(coded aperture imaging)

localization: ~ 1’ (10 )spectral resolution: 1.2 keV @ 6 keV, < 5 keV @

60 keV

time resolution: < 120 s (10 s for the CXDs)

field-of-view: 58o x 26o FWHM along the Galactic

Plane

sensitivity ~10 x ASM/RXTE, ~40 x BATSE (Earth Occ.)

inertial pointing (fixed at central GP for ~9 months)

equatorial low orbit (~550 km)

S-band telemetry (~1.5 Mbit/s) (1 or 2 stations)

Launch in ~2008 by launcher selected by AEB

MIRAXteam contributions

hard X-ray cameras (CXDs) DAS/INPE, CASS/UCSD CZT detectors for CXDs CASS/UCSD soft X-ray camera (CXM) SRON payload structures DAS/INPE APS star camera ETE/INPE payload flight computer (CEU) IAA Tübingen,

CEA/INPE spacecraft ETE/INPE assembly, integration & testing LIT/INPE launch AEB mission operations ETE, CRC/INPE software for data reduction and processingIAAT, MIT, INPE data storage and distribution INPE, UCSD, MIT,

IAAT Guest Observer support INPE, UCSD, MIT, IAAT

EQUARS

MUITO OBRIGADO