Quanta água respinga nos lagos da Terra, rios, e oceanos? E como esse número muda com o tempo? A próxima missão de águas superficiais e topografia oceânica (SWOT) planeja descobrir. Visando uma data de lançamento final de 2022, este satélite do tamanho de um SUV medirá a altura da água da Terra. O SWOT ajudará os pesquisadores a compreender e rastrear o volume e a localização da água - um recurso finito - em todo o mundo, fazendo a primeira pesquisa verdadeiramente global da NASA sobre as águas superficiais do planeta.

Os dados ajudarão a monitorar mudanças em várzeas e pântanos, medir quanta água doce flui para dentro e para fora dos lagos e rios da Terra e de volta para o oceano, e rastrear mudanças regionais no nível do mar em escalas nunca vistas antes. Ele fornecerá informações sobre correntes oceânicas de pequena escala que apoiarão as operações marítimas em tempo real afetadas pelas marés, correntes, tempestade, transporte de sedimentos, e questões de qualidade da água. E as informações que o SWOT coleta também fornecerá, pela primeira vez, evidências observacionais globais de como as correntes circulares - chamadas de redemoinhos - contribuem para as mudanças no oceano, como a sua energia e armazenamento de calor, bem como a forma como o carbono se move através do ambiente marinho.

Mas antes que a missão possa fazer tudo isso, engenheiros e técnicos precisam terminar de construir a espaçonave. A carga útil que carregará os instrumentos científicos para este satélite robusto está tomando forma em uma sala limpa no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia, onde testes rigorosos estão em andamento. Então, no final de junho, ele viaja para a França, onde engenheiros e técnicos da agência espacial francesa Centre National d'Etudes Spatial (CNES), seu principal contratante, Thales Alenia Space, e o JPL concluirá a construção e preparará o satélite para envio ao seu local de lançamento na Califórnia, na Base da Força Aérea de Vandenberg.

O Gerente de Projeto do JPL, Parag Vaze (pronuncia-se vah-zay), é fundamental para garantir que a transferência para seu homólogo do CNES, Thierry Lafon, ocorra sem problemas. Engenheiro por formação, Vaze trabalha em missões de satélite da Terra há 25 anos no JPL. Ele foi o gerente de projeto em várias missões que medem o nível do mar, incluindo Jason-2, Jason-3, e o satélite Sentinel-6 Michael Freilich, que foi lançado em órbita baixa da Terra em novembro passado, enquanto o SWOT estava sendo montado no JPL.

SWOT é um grande satélite com grandes ambições e um cronograma exigente. Vaze se sentou para responder a perguntas sobre o importante trabalho que estava por vir.

O que mais o intriga no SWOT?

Acho que o aspecto da água doce da missão me intriga mais. A ciência dos oceanos é absolutamente crítica para entender o que está acontecendo com a Terra a médio e longo prazo com as mudanças climáticas e o aumento do nível do mar. Mas eu sou originalmente da Índia, e pessoalmente tenho visto as dificuldades em obter água potável para as pessoas. Acredito em meu coração que esse será o desafio do próximo século - ainda mais do que encontrar alternativas de petróleo e energia.

Como o SWOT ajudará a enfrentar esse desafio?

Primeiro, entender um problema requer informações. Existem milhões de lagos e rios na Terra que são boas fontes de água doce, mas não temos nenhuma informação real consistente sobre eles. A maioria das informações que as pessoas têm vem de instrumentos baseados em solo em áreas povoadas.

Ser capaz de medir esses lagos e rios não apenas em áreas povoadas de forma consistente, mas também aqueles em outras áreas que não estão sendo medidos irão ajudar na ciência. E também pode ajudar a encontrar fontes adicionais de água doce. SWOT irá coletar informações sobre corpos d'água em todo o mundo, e esta informação estará disponível gratuitamente para todos que dela necessitarem.

O SWOT fornecerá dados de alta resolução sobre as águas superficiais do planeta. Quais ferramentas ele usará para fazer isso?

Temos o principal instrumento, o interferômetro de radar de banda Ka [KaRIn], o que é novo. Ele rebate os pulsos do radar na superfície da água e recebe os sinais de retorno com duas antenas diferentes ao mesmo tempo. Isso nos permite triangular a altura da superfície da água. Este é um radar de alta resolução que será capaz de "ver" rios e outros pequenos corpos d'água na superfície da Terra. As antenas, que se projetam cerca de 5 metros [16 pés] de cada lado do satélite, nos permitirá cobrir cerca de 30 milhas [50 quilômetros] da superfície da Terra à direita e 30 milhas [50 quilômetros] à esquerda da espaçonave.

Há também um altímetro que olha diretamente para baixo e mede a altura da superfície do oceano. Este instrumento é semelhante aos altímetros que temos em satélites como Jason-3 e Sentinel-6 Michael Freilich. Temos esse instrumento mais tradicional a bordo para permitir a validação cruzada com os dados KaRIn.

Também temos um radiômetro. O vapor de água na atmosfera afeta a propagação dos pulsos de radar do altímetro ou KaRIn, o que pode atrapalhar as medições de altura da superfície. Um radiômetro nos permite corrigir isso medindo a quantidade de vapor d'água entre a espaçonave e a superfície da Terra.

Então, temos alguns instrumentos de posicionamento orbital de precisão - incluindo um sistema de posição global - que nos dizem onde o satélite está geo-localizado no espaço. Esses são os instrumentos da ciência.

Parece que você estará gerando muitas informações. De quantos dados estamos falando, e como o SWOT vai lidar com tudo isso?

Estamos tentando obter dados 24 horas por dia, sete dias por semana. Portanto, no geral, estamos planejando fazer o downlinking de cerca de um terabyte de dados todos os dias. Precisamos fazer algumas adições à carga útil para lidar com todas essas informações. Estamos fazendo o processamento a bordo - não apenas a compressão, mas o processamento real dos dados do oceano - para ajudar a gerenciar as enormes quantidades de dados que o satélite envia de volta para nós. E também temos um sistema de downlink de banda X exclusivo que pode transmitir mais de 620 megabits por segundo.

Quanto trabalho é necessário para construir uma espaçonave como esta?

SWOT começou a se tornar uma realidade por volta de 2010, e desde então aumentou para centenas de engenheiros e cientistas que trabalham nos EUA e na Europa, alguns dos quais investiram uma parte significativa de suas carreiras neste projeto. As equipes tiveram que enfrentar muitos desafios de desenvolvimento de ponta, não apenas no satélite, mas nos sistemas e algoritmos terrestres.

Muitas das missões nas quais você trabalhou foram realizadas com parceiros internacionais. Este inclui o CNES, bem como a Agência Espacial Canadense e a Agência Espacial do Reino Unido. Por que esse tipo de cooperação tem sido uma parte tão importante do seu trabalho?

Planejamento, executando, e financiar esses tipos de missões é um empreendimento realmente grande, e requer compromisso e confiança. Temos tido sucesso nisso porque podemos dividir o fardo e o risco. E temos sido capazes de fazer isso porque a necessidade dos tipos de informação que esses satélites coletam foi expressa em todo o mundo. Os problemas que eles ajudarão a resolver são questões globais, não apenas aqueles que estão acontecendo apenas em lugares como América do Norte, Europa ou África.

E a missão que te mantém acordado à noite?

Tudo e nada. Todos os dias trazem numerosos e diversos conjuntos de desafios, muitos dos quais eu não prevejo, mesmo com anos de experiência. Mas, Consigo dormir porque sei que temos pessoas extremamente talentosas e dedicadas trabalhando juntas para superar tudo o que estamos enfrentando.