O Sentinel-5 Precursor (Sentinel-5P) é um satélite de observação da Terra desenvolvido pela ESA como parte do Programa Copernicus para preencher a lacuna na continuidade das observações entre os satélites Envisat e o Sentinel-5. Foi lançado em outubro de 2017 e tem um ciclo de vida útil de 7 anos. O instrumento Tropomi fornece o monitoramento mais detalhado das emissões de metano disponível da atmosfera terrestre.
Visão geral O Sentinel-5P é a primeira missão do Programa Copernicus dedicada ao monitoramento da poluição atmosférica. Seu instrumento, o Tropomi, é um espectrômetro de luzes ultravioleta, visíveis, de comprimentos do infravermelho. O satélite é construído em um ônibus espacial Astrobus L 250 hexagonal, equipado com antenas de comunicação de banda S e X, três painéis solares dobráveis gerando 1500 watts e propulsores de hidrazina para manutenção de posição estacionaria.
O satélite opera em uma Órbita heliosíncrona de 824km, com hora local do nó ascendente de 13:30 horas.
Pré-lançamento O primeiro grande contrato para o Sentinel-5P foi assinado em julho de 2009 para o instrumento Tropomi entre a Agência Espacial Europeia e o Ministério dos Assuntos Econômicos da Holanda, que contribuiu com 78 milhões de euros. Em 8 de dezembro de 2011, a ESA selecionou a Astrium UK como contratante principal para o satélite, assinando um contrato no valor de 45,5 milhões de euros. A construção do próprio satélite foi concluída em maio de 2014, seguida da integração bem-sucedida com seu instrumento principal. Do projeto ao lançamento, o Tropomi custou 220 milhões de euros.
Lançamento O satélite foi lançado pela Eurockot Launch Services a bordo do foguete soviético Rokot. O lançamento estava originalmente planejado para o final de 2014, mas após diversos adiamentos, foi realizado em 13 de outubro de 2017 às 09:27 UTC a partir do Cosmódromo de Plesetsk, Sítio 133. O Sentinel-5P alcançou com sucesso sua órbita final 79 minutos após o lançamento.
Instrumento Tropomi O Sentinel-5P carrega um único instrumento, o Tropomi, da sigla em inglês "TROPOspheric Monitoring Instrument" . O Tropomi é um espectrômetro que detecta comprimentos de onda de luz ultravioleta (UV), visível (VIS), infravermelho próximo (NIR) e infravermelho de ondas curtas (SWIR) para monitorar ozônio, metano, formaldeído, aerossóis, monóxido de carbono, NO2 e SO2 na atmosfera. Ele amplia as capacidades do OMI (Instrumento de Monitoramento de Ozônio) do satélite Aura e do instrumento SCIAMACHY do Envisat.
O Tropomi toma medições a cada segundo, cobrindo uma área de aproximadamente 2.600 quilômetros de largura e 7 quilômetros de comprimento, com uma resolução de 7 x 7 km. A massa total do Tropomi é de aproximadamente 200 kg, com um consumo de energia de 170 watts em média e uma saída de dados de 140 Gbit por órbita.
Projeto e construção de instrumentos O Tropomi foi construído por um consórcio entre o Escritório Espacial dos Países Baixos,o Instituto Meteorológico Real dos Países Baixos, o Instituto de Pesquisa Espacial dos Países Baixos, a Organização dos Países Baixos para Pesquisa Científica Aplicada e a Airbus Defence and Space Netherlands.
O instrumento é dividido em quatro blocos principais: os espectrômetros UV, VIS e NIR e um bloco de calibração, o espectrômetro SWIR com sua óptica, a unidade de controle do instrumento e um bloco de resfriamento. A luz é separada em diferentes comprimentos de onda usando espectrômetros de rede de difração e, em seguida, medida com quatro detectores diferentes, correspondentes às respectivas bandas espectrais. O espectrômetro UV tem uma faixa espectral de 270-320 nm, o espectrômetro de luz visível tem uma faixa de 310-500 nm, o espectrômetro NIR tem uma faixa de 675-775 nm, e o espectrômetro SWIR tem uma faixa de 2305-2385nm.
Espectrômetro SWIR O espectrômetro SWIR foi projetado e construído pelo Grupo de Cargas Ópticas Úteis da Surrey Satellites (SSTL); ele emprega um projeto de grade imersa, no qual a luz incide sobre uma grade gravada a partir do interior de um substrato de silício com alto índice de refração. A redução do comprimento de onda dentro do meio refrativo permite um design eficiente e que economiza espaço. A grade SWIR foi fornecida pela SRON (Holanda), que também forneceu a eletrônica de front-end (FEE). O espectrômetro SWIR recebe a luz do instrumento principal através de uma pupila intermediária e a direciona, por meio de um telescópio, em direção a uma fenda que define a área de cobertura do instrumento no solo ao longo da trajetória. A luz proveniente da fenda é recolimada, difratada pela grade imersa em alta ordem e, finalmente, projetada em um detector bidimensional por uma lente de relé de alta abertura. O detector SWIR (fornecido pela Sofradir, França) possui 256 elementos na direção transversal e 1024 elementos na direção espectral, com um espaçamento entre elementos de 30 mícrons; ele opera a frio (tipicamente a 140 K). A óptica do espectrômetro SWIR está montada em uma bancada óptica refrigerada (aproximadamente 200 K) e o instrumento é isolado por uma manta de isolamento multicamadas (MLI). O instrumento SWIR foi alinhado, focalizado e caracterizado nas instalações de vácuo térmico do laboratório de ciências espaciais Mullard em Surrey, Reino Unido.
Exemplos de aplicação O sensor Sentinel-5P Tropomi mostrou reduções substanciais nos níveis de dióxido de nitrogênio sobre cidades chinesas entre o final de janeiro e fevereiro de 2020. Estas medidas estavam relacionadas com a resposta da China à pandemia de coronavírus, que reduziu drasticamente as atividades industriais e outras atividades poluentes. Os dados de poluição do Tropomi também ajudaram a confirmar uma correlação entre uma maior incidência de COVID-19 e a exposição crônica a poluentes atmosféricos.
Referências
Ligações externas
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