Programa Nacional de Observación de la Tierra por Satélite - PNOTS XIV Congreso Asociación Española Teledetección (21 de septiembre de 2011)

ÍNDICE PNOTS – Plan Nacional de Observación de la Tierra por Satélite 2. Satélite SEOSAT/Ingenio 3. Satélite PAZ 4. Segmento terreno

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).

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS PNOTS 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 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.

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Comunidad de usuarios y científica SEOSAT / Ingenio GESTIÓN DEL PROGRAMA Gestión del Programa Asesor IMAG Gestión técnica Comunidad de usuarios y científica

FASES DEL PROGRAMA SEOSAT / Ingenio FASES DE IMPLEMENTACIÓN B/C/D/E1 FASE DE CONSOLIDACIÓN REQUISITOS ~A2 ELABORACIÓN MRD FASES DE IMPLEMENTACIÓN B/C/D/E1 NEGOCIACIÓN ACUERDO CDTI/ESA NEGOCIACIÓN ACUERDO CDTI/ESA 2006 2007 2008–2014 Especificaciones Estudios Viabilidad Nacionales Concurso de Fabricación del Satélite Resolución espacial 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)

Master in Space Technology 2009 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. Justifica el porqué de los requisitos (e.g. 2,5 m de resolución para los mapas de cartografía 1:25.000. Esto es importante por si un día se solicita alguna modficación (e.g. 2,6 m de resolución). Es la parte 1ª del MRD donde todo está muy bien detallado.

Master in Space Technology 2009 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. Cada requisito del MRD puede dar lugar a múltiples requisitos en el SRD.

Master in Space Technology 2009 DEFINICIÓN DE REQUISITOS REQUISITOS DE SISTEMA (SRD) El Documento de Requisitos de sistema (SRD) El SRD contiene los requisitos necesarios para el diseño derivados del MRD. Ejemplo: MRD SRD Resolución de las imágenes (SSD)<2,5 m Nº de coberturas anuales sobre España: 4 “Overlap” de las imágenes: 5 km Swath>60km SEOSAT tendrá un segmento terreno localizado en España. El segmento terreno estará compuesto por un centro de control y un centro de recepción de imágenes. Estaciones nominales del segmento terreno en Madrid-Torrejón y Maspalomas. No establece requisito sobre la masa total Establece que la masa total no exceda de 750 kg. MRDSRD incluye condiciones de contorno y otros requisitos externos (e.g. ECSS) o acuerdos políticos (e.g. ESAC en SMOS o acuerdos INTA-CDTI) Se trata de especificar sin dejar nada fuera pero sin predefinir la solución. El SRD del swath deja abierto el trade-off altura vs. Fov. El paso del GS viene del acuerdo INTA-CDTI. La masa aparece por el lanzador, su coste, disponibilidad, etc… así como por la agilidad, pero eso ya lo determina el cotratista principal (ruedas de reacción más grandes).

Master in Space Technology 2009 DEFINICIÓN DE REQUISITOS REQUISITOS DE SISTEMA (SRD) El SRD establece los requisitos de todos los subsistemas del satélite: Primary Payload Structure Mechanisms Thermal control AOCS Propulsion Electrical and power Command Control and Data handling. On board SW Communications Satellite Environment Satellite budgets (mass and power) El SRD establece también los requerimientos de Verificación y ensayos, así como la filosofía de modelos. El SRD (no como el MRD) se puede cambiar por diversos motivos: TBCs, TBDs en la especificación. Incluye otros documentos como el OIRD, PA, … Los cambios van a través de CCNs (tipo A o B) depende de quién vengan y qué impliquen (si las solicita el cliente son tipo A tienen sobre coste), si vienen de los subcontratistas es cosa del prime y no puede pedir más dinero. Hay que negociarlas.

Fases de desarrollo de acuerdo a los estándares de la ESA 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

ESQUEMA INDUSTRIAL SEGMENTO VUELO (CORE TEAM) SEOSAT / Ingenio ESQUEMA INDUSTRIAL SEGMENTO VUELO (CORE TEAM) Contratista principal Análisis de misión Apoyo en diseño óptico Integración y ensayos Electrónica Instrumento principal S/S Comunicaciones S/S Potencia S/S Manejo de datos Validación aviónica Apoyo a CP Software a bordo

DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES 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)

DESCRIPCIÓN TÉCNICA (II): PRINCIPALES PRESTACIONES 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.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): ELEMENTOS DEL SATÉLITE SEOSAT / Ingenio DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): ELEMENTOS DEL SATÉLITE

DESCRIPCIÓN TÉCNICA (IV): LANZADOR SEOSAT / Ingenio DESCRIPCIÓN TÉCNICA (IV): LANZADOR 5 candidatos: VEGA SOYUZ ROCKOT PSLV DNPER

Master in Space Technology 2009 CARGA ÚTIL COMPLEMENTARIA DOS TORRES Dos Torres Objetivo: Diseñar un dosímetro miniaturizado para uso operacional. Análisis de los efectos de la radiación espacial en los materiales Dimensiones < 10 cm. INTA Nanosat 1B

Master in Space Technology 2009 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. Universidad de Sevilla y spin-off Nanosat-1B

Modelo térmico/estructural en instalaciones de EADS-Casa espacio ESTADO ACTUAL DEL DESARROLLO SEOSAT / Ingenio Modelo térmico/estructural en instalaciones de EADS-Casa espacio

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DESCRIPCIÓN TÉCNICA (I): PRINCIPALES PRESTACIONES 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

Master in Space Technology 2009 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.

DESCRIPCIÓN TÉCNICA (III): MODOS DE ADQUISICIÓN 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

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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

Master in Space Technology 2009 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.

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.

MUCHAS GRACIAS