quarta-feira, 24 de outubro de 2012

Made in Brazil

Olá leitor!

Segue abaixo uma matéria postada na edição de setembro de 2012 da “Revista Retrato do Brasil” dando destaque as atividades espaciais relativas aos projetos de satélites e suas tecnologias associadas atualmente em curso no “Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)” e na empresa brasileira Otpo Eletrônica.

Duda Falcão

Tecnologia

Made in Brazil

O desenvolvimento de uma câmera para capturar imagens a
partir do espaço representa um feito da indústria nacional e
expõe os desafios do Programa Espacial Brasileiro

Por Tânia Caliari
Revista Retrato do Brasil
Edição nº 62 - Setembro/2012


Quando Mario Stefani ficou sabendo que não conseguiria comprar no exterior um chip fundamental para obter imagens da Terra a partir do espaço, percebeu que as dificuldades que sofreria para a construção da câmera MUX, uma das quatro embarcadas no satélite CBERS 3, desenvolvido pelo Brasil em conjunto com a China, não parariam por ali. Decidiu então criar um dispositivo com arquitetura própria, cujo modelo pudesse prescindir de componentes estrangeiros sujeitos a restrições, como o PGA, o chip que processa as imagens, cuja compra foi barrada pela International Traffic in Arms Regulation (ITAR), legislação americana que impede a exportação de componentes usados para o desenvolvimento de produtos da área de defesa e aeroespacial. “Não se trata de má vontade. Trata-se de leis – americanas, francesas, alemãs e de outros países – que protegem os interesses geopolíticos e de detentores de tecnologia de cada país”, esclarece Stefani. Ele comanda o departamento de pesquisa e desenvolvimento da Opto, uma empresa de médio porte sediada em São Carlos, interior do estado de São Paulo, com cerca de 400 funcionários, 60 dos quais engenheiros e físicos.

A Opto se dedica ao desenvolvimento e emprego da optrônica – técnica que reúne recursos da luz e da eletrônica para as mais diferentes finalidades. Seus fundadores são todos egressos dos cursos de engenharia aeronáutica, de eletrônica e de física da Universidade de São Paulo (USP), campus de São Carlos. A Opto ingressou no setor aeroespacial em 2004, quando venceu uma licitação lançada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) para a fabricação de câmeras de alta resolução do terceiro satélite da série CBERS.

O acordo do Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (CBERS, na sigla em inglês) foi estabelecido em 1988, envolvendo o INPE e a Academia Chinesa de Tecnologia Espacial (CAST, na sigla em inglês), voltado à concepção e construção de dois satélites avançados de sensoriamento remoto. Foi definida uma divisão de responsabilidades segundo a qual o Brasil ficou encarregado de entregar 30% das partes dos satélites, e a China, 70%, incluindo todas as câmeras embarcadas. Os satélites foram lançados em 1999 (CBERS 1) e 2003 (CBERS 2), mas já em 2002 os países firmaram novo acordo para a continuação do programa, com a construção dos CBERS 3 e 4. Dessa vez o compartilhamento das responsabilidades e dos recursos investidos seria de 50% para cada país. Como a vida útil dos satélites é de cerca de três anos, nesse meio tempo foi necessário construir um outro satélite para não interromper a prestação de serviços e em 2007 foi lançado o CBERS-2B. O CBERS 3 está em testes finais na China e será lançado em novembro. A versão 4 está na fase inicial de construção.

“Os CBERS 3 e 4 têm quatro câmeras e duas delas são de responsabilidade do Brasil”, explica Stefani. Isso significa que o País tem de providenciar os equipamentos, não importando se eles são desenvolvidos localmente ou comprados fora. Além das câmeras, no caso do CBERS 3 o Brasil ficou encarregado de fornecer, entre outros componentes, a estrutura do satélite, além de especificar e testar os equipamentos fornecidos.

Segundo Stefani, a Opto só ganhou a concorrência para a produção da MUX porque havia um quesito que favorecia a produção nacional. “Se não fosse isso, não teríamos vencido, porque uma empresa israelense ou francesa pode vender esse equipamento mais barato, pois já têm a tecnologia desenvolvida”, diz. Há apenas sete países com excelência em optrônica e que fabricam esse tipo de câmera: EUA, França, Japão, Rússia, China, Israel e Índia. “E agora o Brasil”, diz Stefani, com uma ponta de orgulho.

Para montar o protótipo da MUX, a Opto usou vários componentes importados. Quando da construção da versão definitiva, porém, a empresa e o INPE sofreram vários impedimentos de importação dos componentes, sobretudo dos EUA. Diante disso, a Opto solicitou ao INPE um aditivo contratual, pedindo mais recursos para fazer uma versão inédita da câmera que não utilizasse itens cuja comercialização estivesse sujeita a restrições. Essa versão passou a ser chamada de MUXFree, porque não utiliza componentes sujeitos às legislações restritivas de comercialização. O custo final da MUXFree foi de 71 milhões de reais, recurso que financiou um complexo processo de adaptação tecnológica. “Contratamos 70 engenheiros e fomos adaptando tudo, desde materiais até componentes eletrônicos”, diz Stefani. Para substituir o PGA, por exemplo, os engenheiros importaram um componente não sujeito à restrição da ITAR e fizeram modificações dotando-o de proteção extra para poder ser usado sob as duríssimas condições do espaço. “Perdemos dois anos nessa brincadeira do chip PGA. Mas conseguimos e foi fundamental.” Stefani destaca a capacidade adquirida por sua equipe, que em sete anos criou, a partir dessa experiência, oito equipamentos médicos que incrementaram o catálogo de produtos da Opto, inclusive para exportação.

Nas bancadas da sala limpa da Opto, o ambiente controlado para manipulação de componentes sensíveis, estão em montagem as câmeras MUX dos satélites Cbers 4 e 4B, além da câmara WFI que comporá o Amazonas 1, satélite de pequeno porte desenvolvido pelo INPE. Ao mostrar detalhes da MUX, Stefani diz que o atual desafio é manter a capacidade tecnológica adquirida com essa experiência. Ele sabe que, para isso, será preciso que o Brasil crie novas e constantes demandas na área espacial, com crescente autonomia na construção de satélites – o que vai depender dos rumos do Programa Espacial Brasileiro.

A cerca de 350 quilômetros de São Carlos, em São José dos Campos, outra cidade do interior paulista, são montados os satélites nos quais serão instaladas as câmeras. Ali fica o Laboratório de Integração e Testes (LIT) do INPE. Não se trata apenas de montar os artefatos espaciais. Na verdade, o INPE desenvolveu, ao longo de mais de meio século de existência, pesquisas, sistemas e equipamentos, tecnologia de ponta que resultou em produtos e serviços da área aeroespacial, cabendo ao instituto o papel de principal executor do Programa Espacial Brasileiro quando se trata de satélites.

A grande área limpa do LIT tem um pé-direito que alcança os quatro andares do prédio e é atravessada por uma grande ponte rolante, capaz de mover peças de até duas toneladas. Logo na entrada da grande sala branca vê-se uma estrutura de alumínio, prateada, na qual serão aninhados os subsistemas do CBERS 4, inclusive a MUX e as demais câmeras. A caixa, de cerca de 3 metros de altura por 2 metros de largura e de profundidade, está pelada, sem nenhum equipamento, mas suas paredes já estão recheadas por um dos subsistemas de controle térmico do satélite, desenvolvido pelos chineses. É composto por tubos de alumínio cheios de amônia e vai ajudar a dissipar o calor gerado pela aparelhagem que será montada na estrutura. Pedro Cândido, engenheiro do grupo de controle térmico do INPE, testa periodicamente os tubos para garantir que permaneçam em bom estado ao longo da montagem do satélite.

A câmera MUXFree embalada (só o pacotinho dourado):
custo final de 71 milhões de reais

O Brasil Ingressou Recentemente no Seleto Grupo
dos Países com Excelência na Técnica que Reúne
Recursos da Luz e da Eletrônica, a Optrônica

Cândido trabalha no INPE desde 1986 e já esteve muito animado com as possibilidades de desenvolvimento tecnológico nacional na área aeroespacial. Nas últimas duas décadas, no entanto, ele testemunhou um duro processo de esvaziamento do INPE, que resultou em atrasos, adiamentos e até cancelamentos de projetos. A falta de contratação de pessoal durante anos, por exemplo, fez com que a idade média do quadro de funcionários seja hoje de 54 anos, com muitos se aposentando sem poder passar a novos engenheiros e técnicos a experiência adquirida.

O INPE recebeu oficialmente a tarefa de desenvolver satélites em 1979, quando foi criada a Missão Espacial Completa Brasileira (MECB), que previa a construção de satélites, de veículos lançadores (foguetes que levam os satélites ao espaço) e de bases de lançamento, como a de Alcântara, no Maranhão. Os esforços da missão foram concentrados também no Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial da Aeronáutica (DCTA), vizinho do INPE, que assumiu o desenvolvimento de lançadores. O Brasil já enviou 15 satélites ao espaço, dos quais cinco desenvolvidos total ou parcialmente no INPE. Nenhum, porém, foi lançado por foguete brasileiro e nem de bases no Brasil, devido a atrasos e acidentes nesses programas.

O envolvimento mais sistemático do INPE com as tecnologias de satélites foi abalado pela grande crise econômica dos anos 1980 e pela adoção de uma agenda de “Estado mínimo” a partir do governo do presidente Fernando Collor de Mello, no início da década seguinte. As restrições foram particularmente severas para o Departamento de Engenharia de Tecnologia Espacial (ETE), que muitos consideram o coração do INPE. Vitor Portezani, dirigente do Sindicato Nacional dos Servidores Públicos Federais na Área de Ciência e Tecnologia do Setor Aeroespacial, esteve no ETE até 1995 trabalhando no desenvolvimento de sistemas de suprimento de energia de satélites. Sua trajetória reflete bem a mudança pela qual passou o instituto. Com o corte da importação de materiais e componentes devido à falta de verbas, as atividades de seu laboratório se tornaram esparsas, os cronogramas foram travando e ele acabou por deixar o ETE para se realocar na área dedicada ao monitoramento ambiental, setor que começava a crescer e que se tornou praticamente hegemônico nos rumos do instituto em 2005 com a nomeação, como seu diretor, do engenheiro Gilberto Câmara, pesquisador em geoinformática e modelagem ambiental.

Polo de tecnologia nacional: a equipe da Opto, na cidade de São Carlos,
tem 400 funcionários, 60 dos quais engenheiros e físicos

Os serviços de monitoramento e estudo ambiental atendem certamente a uma demanda importante do País, mas, segundo Portezani, o desenvolvimento tecnológico, sobretudo aeroespacial, não é o seu foco. Nesse ambiente, muitos avaliam que o programa CBERS, firmado em 1988, quando o atual titular do Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), Marco Antonio Raupp, era diretor do INPE, só se manteve, e ainda assim com atrasos, graças ao fato de ter sido celebrado o acordo internacional com a China, cujo rompimento pegaria mal para a política externa brasileira.

Segundo Ricardo Cartaxo, coordenador- geral do Programa CBERS desde 2006, naquele momento a China estava um pouco mais avançada que o Brasil na área aeroespacial, graças ao contato que tinha com a antiga União Soviética. Vinte e cinco anos depois, enquanto o Brasil permanece patinando nessa área, a China acaba de colocar no espaço, utilizando base de lançamento, lançador e nave espacial próprios, o seu quarto voo orbital tripulado, desta vez levando uma mulher astronauta para uma visita ao primeiro módulo da estação espacial própria que os chineses pretendem completar até 2020.

Em maio, quando Câmara passou o comando do INPE a Leonel Perondi, parece que também a orientação do instituto mudou. No discurso de posse, Perondi, oriundo do ETE, deixou clara sua disposição para retomar a tradição e o foco tecnológico do instituto. Ele afirmou que “a nova direção deverá dedicar grande atenção para a área de engenharia espacial do INPE, fomentando projetos que permitam a capacitação em tecnologias críticas”.

Perondi destacou que o maior desafio atual do Programa Espacial Brasileiro é a capacitação para a construção do controle de altitude e órbita, subsistema que garante a correta altitude e posicionamento de um satélite, sem o qual nunca poderá haver uma fabricação completa de satélites no País. Ele se lembrou das iniciativas adotadas para essa capacitação entre 2002 e 2005, que, no entanto, não foram adiante. Como resultado, no final de 2008, o INPE encomendou esse subsistema, para ser instalado no Amazônia 1, junto a uma empresa argentina, que por sua vez também não desenvolveu nada – comprou um produto americano. “A nova direção vai apoiar o projeto de capacitação nessa área nos termos originais”, disse Perondi.

O discurso do ministro Raupp, pronunciado durante a mesma cerimônia, porém, indicou que Perondi pode não ter autonomia e recursos como gostaria para seus projetos. Raupp enfatizou a iminente reformulação institucional do Programa Espacial Brasileiro, que prevê a integração do INPE, assim como do DCTA, à Agência Espacial Brasileira (AEB). Os termos dessa integração ainda não foram revelados, mas parte considerável da comunidade do INPE teme que o instituto perca seu papel de principal gerenciador de programas relacionados a satélites. E, de fato, isso já está acontecendo: durante o discurso, o ministro falou com empolgação da recente constituição da empresa Visiona Tecnologia Espacial, uma sociedade entre a Embraer e a Telebrás no Parque Tecnológico de São José dos Campos, à qual foi destinada a tarefa de gerenciar a importação do satélite geoestacionário de telecomunicações para fins civis e militares que o governo federal comprou recentemente da empresa francesa Thales.

A decisão de comprar um satélite pronto atende à urgência que o País tem em ocupar o lugar a que tem direito na órbita dos satélites geoestacionários, que orbitam a 32 mil quilômetros de distância da Terra, sob pena de ter de ceder em breve esse lugar a qualquer país que queira pagar por ele. O desenvolvimento de um satélite geoestacionário pelo Brasil, projeto muito mais complexo do que o dos CBERS, que ficam a apenas 800 quilômetros da Terra, poderia levar décadas. Ainda assim, os engenheiros da ETE defenderam durante anos a entrada de tal projeto na pauta do INPE, o que possibilitaria que houvesse hoje certo avanço do Brasil no assunto.

O ministro chamou a Visiona de empresa integradora, a qual supostamente vai montar o satélite. O satélite pode até chegar desmontado ao Brasil, mas, segundo uma fonte do setor, o artefato está pronto em Nice, na França. Fala-se também de transferência de tecnologia e do papel do INPE no “planejamento da absorção tecnológica”. Mas gente como Stefani e seus sócios na Opto sabe bem que ninguém transfere tecnologia estratégica a ninguém. O vitorioso processo de desenvolvimento da MUX nacional que o diga.

A MUXFree

A câmera capta, do espaço, uma imagem de 80 km de
comprimento e a transforma em apenas 7 centímetros

“A MUX é uma câmera digital de altíssima resolução que capta imagens da Terra a partir da sensibilização de 6 mil pixels dispostos numa linha que varre a superfície da Terra produzindo um tapete de imagem.” Assim Mario Stefani (imagem embaixo), da Opto, define a câmera desenvolvida por sua empresa especialmente para o satélite Cbers 3, que captará imagens e outros dados do planeta a 800 quilômetros de altura.

A essa distância, cada pixel – o menor ponto que forma uma imagem digital, um quadradinho que mede 13 por 13 mícrons (milésimo de milímetro) – consegue “varrer” 20 metros de solo. “É como se, de São Carlos, cada pixel registrasse a fachada de uma casa com precisão em Brasília”, diz Stefani. A linha de 6 mil pixels tem cerca de 7 centímetros de comprimento, capaz de cobrir uma linha de 80 quilômetros de solo. A linha de pixels é como se fosse a retina da câmera, onde a imagem bate e se transforma em um sinal elétrico que segue para ser processado e transmitido para a Terra por ondas de rádio.

Na verdade, a câmera tem quatro linhas justapostas de pixels para captar imagens em vermelho, azul, verde e infravermelho, daí seu nome MUX, de multiespectral. As imagens produzidas em diferentes cores servem para diferentes usos, como análises de áreas urbanas, de plantações, de superfícies de água ou vegetação, as quais refletem mais ou menos cada uma dessas cores. “O pessoal na Terra recebe as imagens em faixas separadas e depois monta a imagem final, onde se destacam a vegetação, o solo ou as cidades, de acordo com a aplicação”, diz Stefani.



Fonte: Revista “Retrato do Brasil” - Edição nº 62 - págs. 34, 35, 36, 37 - Set. 2012

Comentário: De tudo isso que foi aqui apresentado por essa interessante matéria da Revista Retrato do Brasil, o que me chamou mais atenção e me causou grande preocupação foi a informação do Diretor do INPE de que o subsistema ACDH que estava sendo desenvolvido na empresa argentina INVAP para o Satélite Amazônia-1 (com transferência de tecnologia para o INPE), na realidade não foi desenvolvido pelo argentinos e sim comprado dos americanos. Realmente assim fica difícil, o programa já vive dificuldades enormes com os energúmenos do governo e ainda tem de passar por mais essa, e outra vez com os americanos? É difícil de aceitar essa situação. Em resumo, voltamos à estaca zero. Ou talvez não, já que existe o Programa SIA. Waldemar, socorro.

2 comentários:

  1. Parabéns ao INPE por mais essa com o sistema MUX, e esperemos que o Laboratório de Identificação, Navegação, Controle e Simulação consiga lidar com os desafios e trazer para nosso país o SIA para todos respirarmos de alívio.

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    1. Sim congratulações ao INPE, que conseguiu liberar recursos por um aditivo contratual e com certeza apoiou a Opto, mas parabéns também à Opto e seu pessoal que materializaram a tal MUX.

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