CAPÍTULO I MISSÃO SENTINEL: INICIATIVAS, DESAFIOS E NOVOS
I.4. Programa Sentinel
I.4.3. Especificações e características do Sentinel-2
Como previamente mencionado, Sentinel-2 corresponde a um conjunto de dois satélites lançados pela Agência Espacial Europeia. De acordo com Drusch et al., (2012:25) “os principais objectivos da missão Sentinel-2 são: I) aquisições globais e sistemáticas de imagens multiespectrais de alta resolução com uma alta frequência, II) fornecer uma continuidade melhorada de imagens multiespectrais fornecidas pelo SPOT e III) fornecer elementos necessários para a próxima geração no domínio de observação da Terra”.
Como ficou patente atrás (ver o ponto 4.1.2), a missão conta com dois satélites (Sentinel-2A e Sentinel-2B), tendo a Sentinel-2A entrado em funcionamento a 23 de Junho de 2015, seguido de uma segunda fase, que resultou no lançamento do Sentinel-2B a 7 de Março de 2017. No que respeita aos sensores, é de sublinhar que os sistemas destes dois sensores foram desenvolvidos por um consórcio liderado pela Astrium GmbH (Alemanha), sendo que, os instrumentos multiespectrais ficaram sob a responsabilidade da Astrium SAS (França), sem esquecer também, a importância do consórcio EADS-
Astrium, sobretudo, pela experiência que o mesmo demonstrou na participação de
projectos anteriores, relacionados com a observação da Terra.
Os sensores Sentinel funcionam paralelamente (na mesma órbita), a 180º (ver figura 2
)
, tendo sido projectados para proporcionar uma alta frequência de observação do mesmo espaço a superfície terrestre. O Sentinel-2 encontra-se a uma altitude média de 800 km, empenhada sobretudo, na cobertura total e sistemática da superfície terrestre.45 Como referem Aschbacher e Milagro-Pérez (2012:6), “a missão é dedicada à cobertura completa e sistemática de todas as superfícies terrestres (incluindo as principais ilhas) globalmente, - 56º (América do Sul) a + 83º (Gronelândia do Norte) latitude, com uma largura de faixa de 290 km”.
Não obstante, é de sublinhar que, a frequência com que o mesmo local é observado segundo a configuração orbital esquematizada na figura 2, geralmente, não ultrapassa os 10 dias caso a observação seja efectuada apenas com um único sensor, por sua vez, com os dois sensores em simultâneo a resolução temporal passa a ser apenas de 5 dias, constituindo assim uma mais-valia em matéria de actualização de informações relacionadas com os desastres naturais, incêndio entre outros acontecimentos que carecem de uma rápida resposta.
De facto, são inúmeras as vantagens dos satélites Sentinel, desde logo a sua resolução temporal e posição em relação ao ângulo solar como é visível na figura 2. De modo geral, a resolução temporal dos sensores, permitem estudar diferentes fenómenos, num período de tempo relativamente curto. Na verdade, a “ampla faixa, a revisão frequente, a riqueza espectral e a disponibilidade gratuita de dados Sentinel-2A tornam muito útil investigar o seu potencial de mapeamento de Espaço Verde Urbano”, Rosina
et. al (2016:565).
No que respeita ao ângulo solar, tomando como exemplo a figura acima, é de sublinhar que a órbita do Sentinel-2 segue uma configuração de acordo com a posição solar. Na verdade, “a órbita Sentinel-2 é usada para assegurar que o ângulo da luz solar sobre a superfície terrestre é consistentemente mantido. A manutenção da órbita dos satélites ao ângulo solar, reduz o impacto das sombras e níveis de iluminação no solo, garantindo a consistência ao longo do tempo” (Sentinel-2 User Handbook 2015:18). Assim, a luz é separada em dois planos focais no interior do sensor, uma referente as bandas do visível e infravermelho próximo e a outra as bandas do infravermelho médio. Outra vantagem prende-se essencialmente com o número de bandas espectrais que os mesmos apresentam, o que em termos de descriminação dos fenómenos, constitui um aspecto fundamental.
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Figura 2: Configuração Orbital dos dois satélites Sentinel-2
Adaptada de Drusch et al., (2012:27)
Tendo uma resolução espacial que varia entre 10, 20 e 60 m em função da banda espectral utilizada, os sensores Sentinel dispõem de um total de 13 bandas espectrais, sendo que 4 delas contêm uma resolução de 10 metros (B2 Blue 490nm; B3 Green 560nm; B4 Red 665nm; e B8 Near Infrared 842nm), seguidas de outro grupo com resolução de 20 metros (B5 Red Edge 705nm; B6 Red Edge 740nm; B7 Red Edge 783nm; B8a Red
Edge 865nm; B11 SWIR 1610nm e B12 SWIR 2190nm), por fim, seguem-se as bandas
com resolução espacial de 60 metros (B1 aerosols 443nm; B9 Water Vapour 945nm e B10 cirrus detection 1375nm) (Handbook, 2015:51).
Este facto é referido por Rosina et. al, (2016:563); van der Werff & van der Meer, (2016:1); Lefebvre et.al (2016:2). Como já foi referido, outra vantagem dos satélites
Sentinel prende-se com o campo de visão instantânea de 290 km, o que, objectivamente
representa “um passo em frente em comparação com outras missões multiespectrais” (Communications ESA, 2012).
Posto isto, importa esclarecer alguns aspectos relacionados sobretudo com as características das bandas espectrais apresentadas pelos sensores Sentinel-2. Ora, uma das razões para a apresentação de 13 bandas espectrais, prende-se essencialmente com a
47 separabilidade espectral dos objectos à superfície terrestre, cuja temperatura é superior ao 0º absoluto.
Neste contexto, uma vez que, a resolução espectral dos sensores é definida pela capacidade que possuem em identificar um objecto com base nas respostas espectrais, permitindo desta forma proceder a separabilidade espectral dos objectos, consequentemente, minimizando os efeitos da mistura de sub-pixel.
Segundo, Radoux et. al (2016:4), “a separabilidade é definida como a contribuição mínima necessária de um objecto de primeiro plano em misturas de sub-pixels simuladas que preservam sua detecção precisa”.
Após esta breve, mas essencial referência a capacidade discriminatória dos sensores Sentinel, importa sublinhar que, esta capacidade constitui uma vantagem considerável no que respeita à identificação dos objectos com base na separabilidade das suas respostas espectrais, explicando esse facto, através da quantidade de bandas espectrais que os sensores têm incorporadas nas suas plataformas.
Sublinha-se assim que, a vantagem em possuir as 13 bandas espectrais, permite, registar a radiação reflectida pela atmosfera e emitida pela Terra em 13 bandas, desde o Visível e Infravermelho próximo até Infravermelho de ondas curtas, cujo comprimento de onda trazem como medida padrão o nanómetro, contribuindo deste modo para o alargamento das aplicações dos dados.