Novo software da NASA simula missões científicas para observar água doce da Terra

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Atualmente, os cientistas têm à disposição uma variedade de instrumentos para estudar sistemas complexos da Terra. No entanto, essa diversidade também apresenta o desafio de como organizar esses sensores eficientemente para missões científicas e campanhas de campo.

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Para enfrentar esse obstáculo, Bart Forman, professor associado de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade de Maryland, nos EUA, junto com pesquisadores do Instituto de Tecnologia Stevens e do Centro Espacial Goddard, da NASA, desenvolveram o chamado Experimento de Simulação de Sistema Observacional (OSSE), voltado para projetar missões científicas focadas no monitoramento do armazenamento terrestre de água doce.

Por armazenamento terrestre de água doce entende-se: a água encontrada na neve, umidade do solo, vegetação e os reservatórios de água superficial e subterrânea. É um sistema dinâmico que desafia os métodos tradicionais de observação científica.

Software da NASA integra programas de observação da Terra em um único sistema

O OSSE se baseia em avanços tecnológicos anteriores, incluindo um experimento de simulação de sistema de observação para mapear a neve terrestre. Ele também faz uso do Sistema de Informações de Terras (LIS) e da Ferramenta de Análise do Espaço Comercial para Projetos de Constelações (TAT-C) da NASA, recursos essenciais para a comunidade científica.

A ferramenta desenvolvida por Forman integra esses programas em um sistema que permite aos pesquisadores planejar missões de observação dinâmicas, incluindo uma variedade de conjuntos de dados espaciais. Além disso, ela contém um dispositivo de estimativa de custos que ajuda os pesquisadores a avaliar os riscos financeiros associados a uma missão proposta.

Essa abordagem proporciona aos cientistas a capacidade de conectar observações, assimilação de dados, estimativas de incerteza e modelos físicos em uma estrutura integrada.

Em um comunicado da NASA, Forman destaca a importância de reunir uma equipe diversificada de especialistas para enfrentar os desafios complexos. “É bom fazer parte de uma grande equipe, porque são grandes problemas, e eu mesmo não sei as respostas. Preciso encontrar muitas pessoas que sabem muito mais do que eu e fazer com que elas entrem, arregacem as mangas e nos ajudem. E elas fizeram”.

Ele ressalta que seu trabalho não se trata apenas de criar um sistema de informação para o design de missões científicas, mas também de fornecer uma plataforma para futuros pesquisadores desenvolverem programas de modelagem ainda melhores.

A equipe concentrou-se inicialmente em gerar planos de missão para sensores existentes, mas o software poderia ser expandido para ajudar os pesquisadores a determinar como utilizar futuros sensores para coletar novos dados.

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Forman enfatiza a capacidade do TAT-C de criar sensores hipotéticos e explorar diferentes cenários, como aumentar a largura da faixa de observação para obter mais informações. “E se dobrarmos a largura da faixa? Se pudesse ver o dobro do espaço, isso nos dá mais informações? Simultaneamente, podemos fazer perguntas sobre o impacto de diferentes características de erro para cada um desses sensores hipotéticos e explorar a compensação correspondente”.

Em síntese, o trabalho de Forman e sua equipe oferece uma solução para organizar eficientemente uma variedade de sensores para missões científicas, além de proporcionar uma plataforma para o desenvolvimento contínuo de programas de modelagem de missão mais avançados.