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Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite - PNOTS XIV Congreso Asociación Española Teledetección (21 de septiembre de 2011) Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) ÍNDICE 1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite 2. Satélite SEOSAT/Ingenio 3. Satélite PAZ 4. Segmento terreno Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) OBJETIVO GENERAL Y CARACTERÍSTICAS PNOTS OBJETIVO GENERAL Desarrollo coordinado para el desarrollo, financiación y explotación de un satélite Óptico (INGENIO) y un satélite SAR (PAZ). • • • • • • • Dos satélites: SEOSAT/Ingenio (tecnología óptica) & SEOSAR/PAZ (tecnología radar - SAR). Primer Programa europeo público con ambas tecnologías: óptica y radar (SAR). Operador gubernamental español: HISDESAT/INTA. Segmento terreno común: INTA. Autonomía e independencia para España en la obtención de datos de satélite. Uso dual (civil y militar). Participación de España con activos propios en programas internacionales (GMES, MUSIS). Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS • • • • • • • • INGENIO/SEOSAT Sistema dual, contribución a GMES. Operativo en 2014 1 banda PAN y 4 bandas MS (RGB, NIR) – imágenes de 60 x 60 km – resolución PAN: 2.5 m – resolución MS: 10m – nº de imágenes diarias: ~500 LTDN ± 10:30 horas Acceso lateral ±35° Ciclo repetición: 38 días Mínimo tiempo de revisita: 3 días (con ángulo de visión de 35º) Masa: ± 750 kg • • • • PNOTS PAZ Sistema dual, contribución a GMES Operativo en 2012 Modos de adquisición – Spot ( 10 X 5 km @ 1m) – Scan ( 100 km @ 15m) – Stripmap ( 30 km @ 3m) Más de 200 imágenes al día SEGMENTO TIERRA • Segmento terreno común ubicado en el INTA. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) ÍNDICE 1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite 2. Satélite SEOSAT/Ingenio 3. Satélite PAZ 4. Segmento terreno Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio GESTIÓN DEL PROGRAMA Gestión del Programa Asesor IMAG Gestión técnica Comunidad de usuarios y científica Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio FASES DEL PROGRAMA ELABORACIÓN MRD NEGOCIACIÓN ACUERDO CDTI/ESA 2006 FASE DE CONSOLIDACIÓN REQUISITOS ~A2 NEGOCIACIÓN ACUERDO CDTI/ESA 2007 FASES DE IMPLEMENTACIÓN B/C/D/E1 2008–2014 Especificaciones Estudios Viabilidad Nacionales Especificaciones Concurso de Fabricación del Satélite Resolución espacial 2.5 m (PAN); 10 m (MS) 2.5 m (PAN); 10 m (MS) Ancho de escena 30 Km 60 Km Nº imágenes/día 100 (máximo) 273 (mínimo) Tiempo de revisita 5-6 días (35º acceso lateral) 2-3 días (35º acceso lateral) Tiempo revisita nominal 76 días (<5º) 40 días (<5º) Coberturas anuales de España 4 8-9 Cifrado NO TC/TM&housekeeping TM Vida útil 5 años 7 años (en vez de 5 años) Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) DEFINICIÓN DE REQUISITOS REQUISITOS DE MISIÓN (MRD) • Elaboración del MRD (Mission Requirements Document). ¿Que contiene? • 1. Objetivos y usuarios de la misión: para qué se desarrolla. Usuarios principales nacionales e internacionales. • Objetivo: “Provide to Spain the autonomous capability to obtain, process, distribute and commercialise space earth images” • Descripción de las necesidades de los usuarios españoles en relación con la teledetección. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) DEFINICIÓN DE REQUISITOS REQUISITOS DE MISIÓN (MRD) • El MRD requiere: – Un conocimiento detallado del uso que se le va a dar al sistema (necesidades de los usuarios) y del escenario internacional. – El conocimiento de la tecnología disponible para definir un sistema útil y no establecer requisitos inalcanzables. • El MRD es la referencia fundamental durante todo el desarrollo: debe permanecer estable. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) REQUISITOS DE SISTEMA (SRD) DEFINICIÓN DE REQUISITOS • El Documento de Requisitos de sistema (SRD) – El SRD contiene los requisitos necesarios para el diseño derivados del MRD. – Ejemplo: MRD • Resolución de las imágenes (SSD)<2,5 m SRD • Swath>60km • Nº de coberturas anuales sobre España: 4 • “Overlap” de las imágenes: 5 km • SEOSAT tendrá un segmento terreno localizado en España. • Estaciones nominales del segmento terreno en Madrid-Torrejón y Maspalomas. • El segmento terreno estará compuesto por un centro de control y un centro de recepción de imágenes. • No establece requisito sobre la masa total • Establece que la masa total no exceda de 750 kg. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) DEFINICIÓN DE REQUISITOS • El SRD establece los requisitos de todos los subsistemas del satélite: – – – – – – – – – – – – – – • REQUISITOS DE SISTEMA (SRD) Primary Payload Structure Mechanisms Thermal control AOCS Propulsion Electrical and power Command Control and Data handling. On board SW Communications Satellite Environment Communications Satellite Environment Satellite budgets (mass and power) El SRD establece también los requerimientos de Verificación y ensayos, así como la filosofía de modelos. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) HITOS DEL DESARROLLO SEOSAT / Ingenio Fases de desarrollo de acuerdo a los estándares de la ESA - SRR: marzo 2009 - PDR: marzo de 2010 -CDR: marzo de 2012 Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio ESQUEMA INDUSTRIAL SEGMENTO VUELO (CORE TEAM) Contratista principal Análisis de misión Instrumento principal S/S Comunicaciones Electrónica S/S Potencia S/S Manejo de datos Apoyo en diseño óptico Integración y ensayos Validación aviónica Apoyo a CP Software a bordo Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES • • • • • • Sistema dual (civil-militar) Vida útil: 7 años. Masa: ± 750 kg. Potencia: 800W MAX Imágenes de alta resolución (2.5m PAN – 10m MX:R, G, B, NIR) Ancho de barrido en suelo 60 km Órbita polar heliosíncrona. Altura ~670Km. LTDN ± 10h • • • Acceso lateral ±35° Ciclo de repetición: 38 días Mínimo tiempo de revisita: 3 días (con ángulo de visión de 35º) Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio DESCRIPCIÓN TÉCNICA (II): PRINCIPALES PRESTACIONES • • • • • • • • • Compresión y encriptación. Capacidad de memoria> 500 Gbit, velocidad de bajada≥ 150 Mbps. >500 Imágenes al día. Cobertura anual: >800 Millones km2. 8-9 coberturas de España al año. Toma de imágenes continua entre 83°N y 56°S. Geo-localización < 2,5m (nivel 1c, con puntos de control). Precisión de apuntamiento < 200 m ↔ / 1 km↑. TTC desde estaciones en España (Torrejón, Maspalomas). Descarga de datos en Torrejón, Maspalomas y estaciones polares. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): ELEMENTOS DEL SATÉLITE COMECI PCD MTQ Z Bat. 1&2 RW 840 OBC Y s/ c ISBT TRSP 950 MTQ X GPS Rx X MAG 1&2 s/ c X Band RIU Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAT / Ingenio Z s/ c 85 250 1350 1700 5 candidatos: • VEGA • SOYUZ • ROCKOT • PSLV • DNPER 2840 1155 DESCRIPCIÓN TÉCNICA (IV): LANZADOR 1 RO 2 1 CK 0 0 OT 42. Y s/ c 2 0 00 00 22 A G VE 0 290 V PSL 42. 2 19 75 MI NI MU M Y s/ c Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) X s/ c CARGA ÚTIL COMPLEMENTARIA DOS TORRES • Dos Torres • • Análisis de los efectos de la radiación espacial en los materiales • Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) Objetivo: Diseñar un dosímetro miniaturizado para uso operacional. Dimensiones < 10 cm. CARGA ÚTIL COMPLEMENTARIA SENSOSOL • Sensosol – Identificar la dirección en la que se encuentra el sol para facilitar la orientación del satélite. – Método simple y barato. – Orientado al desarrollo de un elemento operacional. i window Sun Metal L h Lp Photodiode 1 d1 d2 Glass W Photodiode 2 c-Si Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) ESTADO ACTUAL DEL DESARROLLO SEOSAT / Ingenio Modelo térmico/estructural en instalaciones de EADS-Casa espacio Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) ÍNDICE 1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite 2. Satélite SEOSAT/Ingenio 3. Satélite PAZ 4. Segmento terreno Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAR / PAZ DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES • • • • • • • • • • • Sistema SAR en banda X basado en una antena nueva de 320 subarrays con polarización dual (HH, VV, HV, VH) Plataforma Terrasar-X Órbita polar heliosíncrona: ~514 km LTDN ± 06:00h. Ciclo de repetición: 5 días Acceso lateral 15º-60º Mínimo tiempo de revisita: 5 días Compresión y encriptación Capacidad de memoria 256 Gbits Velocidad de bajada: 300 Mbps Mínimo 200 imágenes diarias Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAR / PAZ DESCRIPCIÓN TÉCNICA (II): MODOS DE ADQUISICIÓN • Sobre la tecnología radar: – Al contrario que los sensores ópticos de Ingenio el instrumento de Paz ilumina el terreno con un haz, con dos polarizaciones. – La polarización define la orientación del haz radar respecto al terreno, que responde de forma distinta según la polarización según esta sea vertical u horizontal. – El instrumento recoge las señales y las convierte en imágenes a partir de las perturbaciones sufridas en la superficie. – La textura de la imagen en los diferentes terrenos depende de su rugosidad y capacidad de absorción de la señal. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEOSAR / PAZ DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): MODOS DE ADQUISICIÓN STRIPMAP Single Polarization: 30 km @ 3m Dual Polarization: 15 km @ 6m SCANSAR 100 km @ 15m SPOTLIGHT Single Polarization: 10 km x 10 km @ 2m 5 km x10 km @ 1m Dual Polarization: 10km x 10 km @ 4m Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) ÍNDICE 1. PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite 2. Satélite SEOSAT/Ingenio 3. Satélite PAZ 4. Segmento terreno Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) SEGMENTO TERRENO – Operado por Hisdesat y el INTA – Común para antenas TTC y banda X – Centros de procesado separados para PAZ e INGENIO – Herramientas comunes de archivo, catálogo y explotación – Dos centros: Torrejón (Madrid) y Maspalomas (Islas Canarias) – Estándares comunes – Interoperables Torrejón Maspalomas Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) FASE DE EXPLOTACIÓN • Objetivos para la fase de Explotación: – Satisfacer las necesidades de los usuarios españoles y de la comunidad internacional. – Máxima utilización del satélite. – Asegurar fuentes de ingresos que garanticen la autosostenibilidad del programa. – Promover la industria de teledetección en España. • El mercado de Observación de la Tierra crece a un ritmo constante pero el volumen aún es bajo y el riesgo alto para iniciativas comerciales. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) FACTORES CRÍTICOS PARA LA COMERCIALIZACIÓN • Garantía de suministro: – La falta de garantía de continuidad en las misiones dificulta la inversión en sistemas de procesamiento. • Precisión: – La geolocalización es fundamental. P.ej: • Cartosat 2B (India): 150 m. Spot 5: 8m. SEOSAT objetivo 2,5m. – Factor de coste muy importante en la fabricación de los sistemas. • Información espectral – Clave para derivar información en usos medioambientales. • Tiempo de revisita – Muchas aplicaciones necesitan que los datos se tomen con regularidad para su aplicabilidad: agricultura, seguimiento de desastres, … • Resolución – Tendencia a resoluciones muy altas en aplicaciones clave: agricultura de precisión, cartografía, uso del suelo, defensa y seguridad. Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011) MUCHAS GRACIAS Jorge Lomba Ferreras / Jefe del Departamento de Industria de la Ciencia y Espacio (21/09/2011)