As mudanças na Terra geralmente acontecem de forma inesperada. Para evitar consequências drásticas, precisamos entender a causa e a progressão de um evento. Grandes constelações de satélites de observação da Terra, como a ICEYE, têm o potencial de nos fornecer informações valiosas sobre as áreas afetadas – rapidamente e em intervalos curtos.

No caso de um incidente como inundação, erupção vulcânica ou acidente marítimo, é importante responder rapidamente. Os satélites geralmente são a única fonte que pode fornecer informações espaciais sobre uma área afetada. No entanto, as imagens individuais fornecem apenas informações sobre a situação em um ponto específico no tempo. Para poder acompanhar a progressão e o desenvolvimento do evento, é necessária uma série temporal de imagens.

Isso não pode ser alcançado com satélites individuais. Para monitorar persistentemente uma área, vários satélites são necessários para garantir a aquisição rápida de dados com alta capacidade de revisita. Com o movimento New Space, esse tópico está ganhando força nas comunidades de sensoriamento remoto por radar de abertura sintética (SAR).

Este post é parte de uma série sobre como a ICEYE está perseguindo agressivamente o monitoramento persistente . Ele discute por que a constelação de satélites SAR da ICEYE é a primeira no mercado de sensoriamento remoto, fornecendo detecção detalhada de mudanças em qualquer lugar do mundo a qualquer momento.

INSIGHTS RÁPIDOS A QUALQUER MOMENTO

O sensoriamento remoto por satélite é ideal para detectar e monitorar mudanças na superfície da Terra à medida que os satélites orbitam continuamente o planeta. É crucial que as imagens possam ser capturadas e convertidas em informações acionáveis, independentemente de onde algo esteja acontecendo no globo e quantos eventos estejam ocorrendo simultaneamente.

Para alcançar uma cobertura rápida e frequente, vários satélites devem estar disponíveis e operados de maneira coordenada para que todos os pontos da Terra possam ser cobertos em um tempo razoável. Isso exige muito do controle do satélite e da operação de uma constelação.

Quanto mais satélites em uma constelação, mais rápido um local pode ser fotografado, mais frequentemente ele pode ser monitorado e mais locais podem ser observados simultaneamente.

Grandes constelações de satélites como a ICEYE também têm a vantagem de latências insignificantes na aquisição de dados, pois sempre há um satélite nas proximidades da área de interesse.

Figura 1. Três satélites ICEYE SAR no veículo de lançamento SpaceX, prontos para serem lançados através da missão Transporter-1 em 24 de janeiro de 2021. Crédito: SpaceX.

O RASTREAMENTO DE EVENTOS MAIS PRECISO

Mudanças rápidas requerem rastreamento com tempos curtos de revisita. Este é o intervalo de tempo entre duas aquisições de imagem da mesma área. Com acesso a vários satélites, as imagens podem ser adquiridas em sequências rápidas até várias vezes por dia.

Quanto mais satélites são operados em uma constelação, mais precisamente um evento pode ser monitorado ao longo do tempo.

A aquisição de imagem responsiva com alta capacidade de revisitação torna possível identificar eventos súbitos e que ocorrem rapidamente e responder a eles. E não só isso, com imagens de altíssima resolução e técnicas específicas de SAR, é possível detectar até mesmo as mínimas alterações que levam a um evento, permitindo prever incidentes e tomar medidas preventivas para limitar os danos às pessoas e à natureza.

Por exemplo, os vulcões geralmente sobem ou se expandem antes de uma erupção devido ao aumento do magma no interior, que pode ser medido do espaço com a tecnologia SAR usando técnicas interferométricas. Avalanches, deslizamentos de terra, terremotos e colapsos de edifícios – todos mostram certos padrões antes da ocorrência.

A previsão de eventos baseada na detecção de mudanças rápidas do espaço é uma novidade absoluta e terá um grande impacto nas aplicações de imagens de satélite. A ICEYE é a única empresa que já torna isso possível.

SÉRIE TEMPORAL DE IMAGENS CONTÍNUAS INCOMPARÁVEIS

O valor de uma série temporal de imagem precisa é a consistência: uma pilha de imagens capturadas com o mesmo intervalo ao longo de um período sem nenhuma imagem ausente.

Somente a tecnologia SAR pode garantir uma série temporal de imagem contínua, pois a capacidade de imagem do radar não é limitada por chuva, nuvens, neblina ou fumaça. Além disso, como sensor ativo, o SAR também pode operar à noite. Isso torna uma grande constelação de satélites SAR uma solução incomparável.

Outro parâmetro importante é a redundância na aquisição de dados. A redundância é crítica, pois os satélites requerem ajustes orbitais de manutenção regular de tempos em tempos. Durante este tempo, a aquisição de dados é interrompida. Em uma grande constelação de satélites, a interrupção de um satélite pode ser facilmente compensada por outros satélites.

As séries de imagens de satélite SAR auxiliam na determinação de padrões de atividade, na compreensão do desenvolvimento de um evento e facilitam a previsão de progressão futura. Isso é valioso para a consciência situacional durante desastres naturais, como monitoramento de derramamento de óleo no mar, comercialmente valioso ao determinar atividades progressivas e também valioso para fins de inteligência, vigilância e reconhecimento, por exemplo, ao monitorar objetos em movimento rápido, como navios no mar ou veículos durante uma manobra .

A ICEYE demonstrou recentemente sua capacidade de gerar séries temporais contínuas de imagens SAR com um intervalo de tempo de 24 horas entre as aquisições de imagens. A Figura 2 mostra carros estacionados ao longo de uma estrada no porto de Roterdã durante 13 dias consecutivos e revela que eles são estacionados apenas durante a semana.

Figura 2. Esta série temporal diária de imagens ICEYE SAR revela carros estacionados ao longo de uma estrada no porto de Rotterdam durante a semana, mas não nos finais de semana.

UMA NOVA MANEIRA DE MONITORAR EVENTOS NA TERRA

A ICEYE é pioneira na maior constelação de satélites SAR do mundo, dedicada a fornecer fluxos de imagem constantes para monitorar persistentemente os eventos em andamento. Para conseguir isso, a ICEYE desenvolveu uma tecnologia única: montar um sistema SAR em um satélite com peso inferior a 100 kg. O primeiro satélite ICEYE SAR foi lançado em 2018.

Essa abordagem do Novo Espaço torna possível trazer vários desses satélites em miniatura em missões de transporte compartilhado para o espaço, o que significa que até grandes constelações podem ser montadas em apenas alguns anos. Desde o lançamento do primeiro satélite, a ICEYE lançou com sucesso mais 13 missões de satélite SAR até o momento.

Figura 3. A ICEYE lançou mais quatro satélites ICEYE SAR em 30 de junho de 2021. Eles foram colocados em órbita em uma missão de passeio compartilhado Falcon 9 smallsat da SpaceX. Crédito: SpaceX.

Não é apenas o número total de satélites, mas também o design da constelação que é crucial para permitir recursos globais de monitoramento persistente com uma alta taxa de revisita. A ICEYE otimizou as órbitas de sua constelação para atingir esse objetivo e opera os satélites em três planos orbitais. Está planejado ter 18 satélites, seis satélites em cada avião, em órbita até o final do ano. Isso fornece recursos de monitoramento diários e até multidiários em todo o mundo.

“Para tantas aplicações, a revisitação frequente é essencial, e a maior constelação de SAR do mundo está agora em um tamanho em que a revisita subdiária está realmente disponível. Além disso, o que é exclusivo, outra inovação mundial, é a ampla disponibilidade de Repetição de trilha de solo coerente de um dia, permitindo a detecção de alterações e interferometria diferencial todos os dias em locais de interesse.”

– Alan Thompson, vice-presidente de sistemas espaciais da ICEYE

Um plano orbital é otimizado para geração de imagens Daily Coherent Ground Track Repeat (GTR) . Os satélites nesta órbita fornecem imagens de locais adquiridos exatamente na mesma geometria, todos os dias no mesmo horário. Isso permite a detecção de alterações diárias e é a base para a interferometria SAR.

A interferometria SAR é uma técnica para detectar e monitorar mudanças na faixa milimétrica no solo e para criar modelos digitais de elevação. É usado para apoiar aplicações de engenharia como o monitoramento de deslizamentos de terra, movimentos de superfície de áreas com atividades subterrâneas, como mineração, campos de petróleo ou túneis, bem como a estabilidade da infraestrutura de barragens, pontes ou edifícios, apenas para citar alguns.

Figura 4. Imagens de satélite do radar ICEYE de um local próximo à represa de Mosul, no Iraque, do início deste ano. Os chips de imagem em preto e branco mostram análises diárias de coerência, indicando que o solo foi perturbado.

PRIMEIRA E ÚNICA OPÇÃO DO MUNDO PARA MONITORAMENTO PERSISTENTE

A ICEYE está posicionada de forma única para fornecer cobertura temporal e espacial abrangente em três modos de imagem diferentes e – graças à sua grande constelação – é capaz de fornecer essa cobertura de forma confiável para programas e missões simultâneos. Isso significa que a ICEYE é capaz de fornecer os dados que os clientes precisam, quando eles precisam, com prazos de entrega extremamente rápidos.

Cada lançamento de satélite adicional aumentará ainda mais a capacidade de imagem da constelação e reduzirá os tempos de revisita. Este é um ponto de virada para muitas aplicações, pois começam a surgir oportunidades para detecção e monitoramento em tempo real de mudanças na superfície da Terra.

Descubra a qualidade e o conteúdo de informações das imagens do modo Spot para seus aplicativos de monitoramento:

veja mais