Notícia

Conjunto de micro-satélites usa algoritmos de tomografia para responder questões climáticas

Fonte

Technion | Instituto de Tecnologia de Israel

Data

sábado, 19 janeiro 2019 13:30

Áreas

Mudanças Climáticas. Sensoriamento Remoto. Tecnologias.

Dez satélites, cada um com o tamanho aproximado de uma caixa de sapatos, estão sendo programados para entrar em órbita e nos ajudar a melhorar a compreensão sobre as nuvens e seu papel no clima. Inspirados na tomografia computadorizada (TC), que observa e mapeia o interior de um paciente, os projetistas estão criando um sistema que revelará imagens detalhadas de estruturas e propriedades 3D externas e internas das nuvens. Ao investigar pequenos campos de nuvens que geralmente não são percebidos pelas tecnologias atuais de sensoriamento remoto, a missão pode resolver algumas grandes incertezas que limitam a modelagem atmosférica atual e a previsão do clima.

Esta missão espacial, chamada CloudCT, foi recentemente premiada com 14 milhões de euros pelo programa Synergy do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC) – a quantia máxima que pode ser atribuída a partir deste programa. Três investigadores lideram este projeto interdisciplinar único: dois israelenses e um alemão. O professor Dr. Yoav Schechner, da Faculdade de Engenharia Elétrica do Instituto de Tecnologia de Israel (Technion), é especialista em visão computacional e tomografia computadorizada. O professor Dr. Ilan Koren é especialista em física de nuvens e chuvas no Departamento de Ciências da Terra e Planetárias do Instituto Weizmann de Ciências. E o professor Dr. Klaus Schilling, do Centro de Telemática de Würzburg, na Alemanha,  é um líder no campo da tecnologia de pequenos satélites.

As nuvens têm um papel fundamental no balanço energético da Terra e no seu ciclo da água; mesmo pequenos erros na avaliação das propriedades das nuvens podem levar a grandes imprecisões nas previsões climáticas. “Os satélites estudam grandes estruturas de nuvens, mas não têm a resolução de observar pequenas nuvens”, diz o Dr. Ilan Koren. “Embora sejam pequenas, essas nuvens moderam o clima, por um lado, e por outro, podem ser muito sensíveis às mudanças climáticas. É por isso que há uma necessidade crítica de medir adequadamente essas pequenas nuvens – para entender sua natureza e sua interação com as mudanças nas condições ambientais. O Projeto CloudCT pode abrir o caminho para esse entendimento ”.

A ideia de sondar essas nuvens do espaço foi motivada pela tecnologia de imagens médicas em 3D. “Estamos usando a saúde humana como orientação para a saúde do planeta”, diz o Dr. Schechner. Em analogia à TC médica mais conhecida, as imagens na CloudCT serão feitas simultaneamente de várias direções ao redor e acima das nuvens. Esse feito será possibilitado pela formação auto-organizada em rede de satélites múltiplos, acessíveis, muito pequenos e muito ágeis. No entanto, “ao contrário dos ambientes de laboratórios clínicos isolados, a Terra é irradiada pela iluminação do Sol, que não pode ser movida ou ligada e desligada. Nossos algoritmos de análise de imagem devem explicar essa realidade e confiar na dispersão de luz, o que desafia nossa tarefa. ”

O controle de precisão requerido pelo sistema multi-satélite (cada satélite pesando cerca de 3 kgf), de modo a conduzir esta imagens complexas, levanta desafios na miniaturização, assim como na capacidade de coordenação e reação autônoma. O Dr. Schilling está entusiasmado com as perspectivas do projeto CloudCT: “Os sistemas de satélites em rede distribuídos que estamos desenvolvendo para a CloudCT são um exemplo das maneiras pelas quais o software inovador compensa as deficiências causadas ​​pela miniaturização. Isso permite que um sistema de auto-organização seja implementado de forma eficiente por satélites tão pequenos e por novas abordagens de observação para ajudar a alcançar avanços científicos ”. “Já podemos dizer que o projeto CloudCT é pioneiro em novos conceitos de observação da Terra e no desenvolvimento de sofisticados algoritmos de imagens computacionais”, conclui o especialista.

Assista ao vídeo de apresentação do Projeto (em inglês):

Acesse a notícia completa na página do Technion (em inglês).

Fonte: Technion. Imagem: Divulgação.