CBERS - China-Brazil Earth Resources Satellite ou Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres

Os governos do Brasil e da China assinaram em 06 de Julho de 1988 um acordo de parceria envolvendo o INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) e a CAST (Academia Chinesa de Tecnologia Espacial) para o desenvolvimento de um programa de construção de dois satélites avançados de sensoriamento remoto, denominado Programa CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite, Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres).

O Programa CBERS contemplou o desenvolvimento e construção de dois satélites de sensoriamento remoto, os satélites CBERS-1 e 2 que são compostos por dois módulos. O módulo "carga útil" que acomoda os sistemas ópticos (CCD – Câmera Imageadora de Alta Resolução, IRMSS – Imageador por Varredura de Média Resolução e WFI – Câmera Imageadora de Amplo Campo de Visada) usados para observação da Terra e o Repetidor para o Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais. O módulo "'serviço" contém os equipamentos que asseguram o suprimento de energia, os controles, as telecomunicações e demais funções necessárias à operação do satélite. Em 2002, foi assinado um acordo para a continuação do programa CBERS, com a construção de dois novos satélites, os CBERS-3 e 4, com novas cargas úteis. Porém, em função de o lançamento do CBERS-3 ser viável apenas para um horizonte em que o CBERS-2 já tivesse deixado de funcionar, com prejuízo para ambos os países e para os inúmeros usuários do CBERS, o Brasil e a China, em 2004, decidiram construir o CBERS-2B e lançá-lo em 2007. O CBERS-2B operou até o começo de 2010. O satélite CBERS-2B é muito semelhante aos CBERS-1 e 2, mas o IRMSS é substituído pela HRC - Câmera Pancromática de Alta Resolução. Os 1100 W de potência elétrica necessários para o funcionamento dos equipamentos de bordo eram obtidos através de painéis solares, que se abrem quando o satélite é colocado em órbita e se mantêm continuamente orientados na direção do Sol por controle automático. Para cumprir os rigorosos requisitos de apontamento das câmeras necessários à obtenção de imagens de alta resolução, o satélite dispõe de um preciso sistema de controle de atitude. No caso do CBERS-2B, uma melhoria significativa é a instalação de um receptor de GPS (Global Positioning System) e de um sensor de estrelas para assistir os mecanismos de controle de atitude. Esse sistema é complementado por um conjunto de propulsores a hidrazina que também auxilia nas eventuais manobras de correção da órbita nominal do satélite. Os dados internos para monitoramento do estado de funcionamento do satélite são coletados e processados por um sistema distribuído de computadores antes de serem transmitidos à Terra. Um sistema de controle térmico ativo e passivo provê o ambiente apropriado para o funcionamento dos sofisticados equipamentos do satélite. O CBERS-3 foi lançado em 09 de dezembro de 2013, mas devido a uma falha ocorrida com o veículo lançador Longa Marcha 4B, o satélite não foi colocado na órbita prevista, resultando em sua reentrada na atmosfera da Terra. Após a falha do lançamento, Brasil e China decidiram antecipar o lançamento do CBERS-4 em um ano, sendo lançado em 07 de dezembro de 2014 com sucesso da base de Taiyuan, localizada a 500 km de Pequim. Os satélites CBERS-3 e 4 representam uma evolução em relação aos satélites CBERS-1, 2 e 2B. Para os CBERS-3 e 4, são utilizadas quatro câmeras (Câmera Pancromática e Multiespectral - PAN, Câmera Multiespectral Regular - MUX, Imageador Multiespectral e Termal - IRS, e Câmera de Campo Largo - WFI) com desempenhos geométricos e radiométricos melhorados. Dando continuidade ao programa, no dia 20 de dezembro de 2019, foi lançado o CBERS 4A, também construído em parceira com a CAST Chinesa. Os sensores a bordo são semelhantes aos embarcados nos CBERS 3 e 4 (CBERS segunda geração), porém com melhorias na câmera imageadora chinesa, em relação a resolução geométrica e espectral disponível nas versões anteriores.

Características dos Satélites CBERS

Vida Útil dos Satélites CBERS

Principais Sistemas Sensores – Sensores Orbitais

Câmera Pancromática e Multiespectral (PAN)
Satélites CBERS-3 e CBERS-4

A câmera PAN possui uma faixa de imageamento de 60 km. Essa faixa estreita faz com que a PAN tenha um tempo de revisita no equador prejudicado em relação aos outros imageadores. Como importante consequência está o fato de que o padrão orbital com ciclo de 26 dias não lhe permite cobrir totalmente o equador. Para sanar esse inconveniente, esse imageador é dotado de um espelho de visada lateral, desenvolvido para cobrir faixas adjacentes ao percurso subsatélite. Para que se cubra totalmente o equador são necessários dois ciclos de 26 dias, levando a resolução temporal regular do PAN para 52 dias. A adoção de um sistema de operação à semelhança daquele adotado para a câmera HRC do satélite CBERS-2B pode assegurar recobrimentos territoriais globais regulares a cada 52 dias.

Como mostram as informações anteriores, esta câmera é a de melhor resolução espacial a bordo dos CBERS-4, com 5 metros na banda pancromática e 10 metros nas multiespectrais.
 

Câmera Multiespectral Regular (MUX)
Satélites CBERS-3 e CBERS-4

A câmera MUX é feita no Brasil e sua principal função é manter a continuidade dos imageamentos feitos pelos três CBERS anteriores. É o sensor que assegura o recobrimento global pelo CBERS numa resolução espacial padrão a cada 26 dias. Com um campo de visada estreito, há pouca alteração no tamanho do pixel nas bordas da imagem. As aplicações dessa câmera são as já desenvolvidas para os satélites que possuem câmeras nessa classe de resolução (20 metros). Ao contrário da sua congênere a bordo dos CBERS anteriores, a MUX não possui capacidade de visada lateral. Essa capacidade foi transferida para a câmera PAN. 

Imageador Multiespectral e Termal (IRS)
Satélites CBERS-3 e CBERS-4

O IRS (Imageador Multiespectral e Termal) é um sensor de varredura mecânica. Sua resolução espacial é de 40 metros nas bandas pancromática e do SWIR (infravermelho de ondas curtas) e para 80 metros na banda termal. Com seu campo de visada de 120 km, acompanha o ciclo de 26 dias para fazer o recobrimento global. 

WFI (Wide Field Imager ou Câmera Imageadora de Amplo Campo de Visada)
Satélites CBERS-1, CBERS-2 e CBERS-2B

A câmera WFI produz imagens de uma faixa de 890 km de largura, permitindo a obtenção de imagens com resolução espacial de 260 m. No período aproximado de cinco dias obtém-se uma cobertura completa do globo. 
 

WFI (Câmera de Campo Largo)
Satélites CBERS-3 e CBERS-4

A WFI (Câmera de Campo Largo) tem a propriedade de fazer rápidas revisitas a certa área – em geral em menos de cinco dias. Com isso, atividades de monitoramento e vigilância podem ser mais apropriadamente executadas. Possui um verdadeiro caráter multiespectral e sua resolução passou para 64 metros no nadir, sem perder a capacidade de rápida revisita, pois manteve um grande campo de visada. 
 

CCD (High Resolution CCD Camera ou Câmera Imageadora de Alta Resolução)
Satélites CBERS-1, CBERS-2 e CBERS-2B

A câmera CCD fornece imagens de uma faixa de 113 km de largura, com uma resolução de 20 m. Esta câmera tem capacidade de orientar seu campo de visada dentro de aproximadamente 32 graus, possibilitando a obtenção de imagens estereoscópicas de certa região. Além disso, qualquer fenômeno detectado pela WFI pode ser focalizado pela câmera CCD, para estudos mais detalhados, através de seu campo de visada no máximo a cada três dias.

A câmera CCD opera em cinco faixas espectrais, incluindo uma faixa pancromática de 0,51 a 0,73 µm. As duas faixas espectrais do WFI são também empregadas na câmera CCD para permitir a combinação dos dados obtidos pelas duas câmeras. São necessários 26 dias para uma cobertura completa da Terra.

IRMSS (Infrared Multispectral Scanner ou Imageador por Varredura de Média Resolução)
Satélites CBERS-1, CBERS-2

A câmera de varredura IRMSS tem quatro faixas espectrais e estende o espectro de observação do CBERS até o infravermelho termal. O IRMSS produz imagens de uma faixa de 120 km de largura com uma resolução de 80 m (160 m no canal termal). Em 26 dias obtém-se uma cobertura completa da Terra, que pode ser correlacionada com aquela obtida através da câmera CCD. Está presente nos CBERS-1 e 2, mas não no CBERS-2B; neste, foi substituído pela HRC (Câmera Pancromática de Alta Resolução).

HRC (High Resolution Camera ou Câmera Pancromática de Alta Resolução)
Satélite CBERS-2B

A câmera HRC opera numa única faixa espectral, que cobre o visível e parte do infravermelho próximo. Está presente apenas no CBERS-2B, mas não nos CBERS-1 e 2. Produz imagens de uma faixa de 27 km de largura com uma resolução de 2,7 m, que permitirá a observação com grande detalhamento dos objetos da superfície. Como sua faixa de cobertura é de 27 km, serão necessários cinco ciclos de 26 dias para que os 113 km padrão da CCD sejam cobertos pela HRC. Assim, a cada 130 dias será possível ter uma cobertura completa do país, para ser correlacionada com aquela obtida pela câmera CCD, que neste período terá coberto o país por cinco vezes.

MUX - (Câmera Multiespectral)
Satélites CBERS-4A

A principal função da câmera é manter a continuidade dos imageamentos feitos pelos CBERS anteriores. Apresenta algumas diferenças em relação à lançada no satélite CBERS4, sendo as principais: alteração da resolução espacial para 16,5 m, tempo de revisita passou a ser de 31 dias e a área imageada foi alterada para 95 km como efeito da redução da altitude do satélite em relação a órbita terrestre. 
 

WFI (Câmera de Campo Largo)
Satélites CBERS-4A

A WFI (Câmera de Campo Largo) mantém o propósito de obter imagens em curto espaço de tempo, permitindo formas mais eficientes de vigilância do território. Em relação à câmara análoga lançada no CBERS4, a nova é capaz de produzir imagens com 55 m de resolução espacial devido à diminuição da altitude do satélite. 
 

WPM - (Câmera Multiespectral e Pancromática de Ampla Varredura)
Satélites CBERS-4A

A WPM foi projetada pela China e lançada a bordo do CBERS 4A em dezembro de 2019. Possui 5 bandas espectrais, que operam no intervalo de 0,45 a 0,90µm sendo uma pancromática que agrega todo o intervalo com 2 metros de resolução espacial e outras 4 bandas multiespectrais com 8 metros de resolução. 
 

Principais Aplicações

• Vegetação: identificação de áreas de florestas, alterações florestais em parques, reservas, florestas nativas ou implantadas, quantificações de áreas, sinais de queimadas recentes;
• Agricultura: identificação de campos agrícolas, quantificação de áreas, monitoramento do desenvolvimento e da expansão agrícola, quantificação de pivôs centrais, auxílio em previsão de safras, fiscalizações diversas;
• Meio ambiente: identificação de anomalias antrópicas ao longo de cursos d´água, reservatórios, florestas, cercanias urbanas, estradas; análise de eventos episódicos naturais compatíveis com a resolução da Câmera, mapeamento de uso do solo, expansões urbanas;
• Água: identificação de limites continente-água, estudos e gerenciamento costeiros, monitoramento de reservatórios;
• Cartografia: dada a sua característica de permitir visadas laterais de até 32º a leste e a oeste, em pequenos passos, possibilita a obtenção de pares estereoscópicos e a consequente análise cartográfica. Essa característica também permite a obtenção de imagens de certa área no terreno em intervalos mais curtos, o que é útil para efeitos de monitoramento de fenômenos dinâmicos;
• Geologia e solos: apoio a levantamentos de solos e geológicos;
• Educação: geração de material de apoio a atividades educacionais em geografia, meio ambiente, e outras disciplinas;
• Análise de fenômenos que apresentem alterações de temperatura da superfície;
• Geração de mosaicos estaduais;
• Geração de cartas-imagens;
• Geração de mosaicos nacionais ou estaduais;
• Geração de índices de vegetação para fins de monitoramento;
• Monitoramento de fenômenos dinâmicos, como safras agrícolas, queimadas persistentes;
• Sistema de alerta, em que a imagem WFI serve como indicativo para a aquisição de imagens de mais alta resolução da CCD ou do IRMSS;
• Acoplamento a outros sistemas mundiais de coleta de dados de baixa a média resolução;
• Geração de mosaicos nacionais ou estaduais detalhados;
• Atualização de cartas temáticas e outros tipos de cartas;
• Imageamento de áreas de desastres e emergenciais;
• Aplicações urbanas e de inteligência.

Exemplos de aplicações na Embrapa Monitoramento por Satélite

• Valoração ambiental de serviço ecossistêmico da perda de solo, com apoio de dados de uso e cobertura das terras obtidos por meio de imagens do satélites CBERS-2B. Para saber mais, consulte: 
   

  TÔSTO, S. G.; PEREIRA, L. C.; BRUGNARO, C.; MARQUES, J. F.; MAIA, A. G. Valor econômico de serviços ecossistêmicos de mata ciliar. Campinas: Embrapa Monitoramento por Satélite, 2011. 26 p.

Exemplos de Imagens

	Imagem adquirida em 26/09/2007 pelo satélite CBERS-2B, câmera WFI, em região da floresta amazônica localizada no Estado de Rondônia. Observa-se em tons avermelhados a área de expansão de atividades e ocupações humanas.
	Imagem adquirida pelo satélite CBERS-2, câmera CCD, do município de Ribeirão Preto (Estado de São Paulo) em que aparecem áreas de intensa atividade agrícola.
	Imagem adquirida em 17/08/2004 pelo satélite CBERS-2, câmera CCD, da capital do Estado de Amazonas.

Para consultar as fontes de pesquisa navegue nos links abaixo

• INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS). Disponível em: <http://www.cbers.inpe.br/> . Acesso em: 07 jan. 2020.