Monitoramento de milho e soja vai inaugurar nanossatélite agrícola brasileiro

O monitoramento e estimativa agrícola da produção de soja e milho no estado do Maranhão dará início às obras do Visiona CUB (VCUB), o primeiro nanossatélite inteiramente desenvolvido pela indústria brasileira para validar tecnologias de aplicação agrícola. O satélite, pesando apenas 12 quilos e do tamanho de uma caixa de sapatos (veja informações abaixo), deve ser colocado em órbita no início de 2023.

A primeira missão do equipamento foi acertada este ano por meio de cooperação técnica e financeira firmada entre a empresa Visiona Tecnologia Espacial, a Embrapa Agricultura Digital e a Fundação de Apoio à Pesquisa e Desenvolvimento (Faped). Essa etapa foi a evolução de uma parceria entre as empresas iniciada em 2018 e que visava desenvolver o uso agrícola de nanossatélites.

Imagens públicas de satélites governamentais americanos e europeus já são amplamente utilizadas para apoiar o monitoramento da safra agrícola brasileira para subsidiar políticas públicas e o setor produtivo com informações. Os dados são obtidos gratuitamente pelas instituições, porém, o serviço carecia de melhoria na visualização dos alvos agrícolas, localizados no solo, abaixo das nuvens. Por isso, os especialistas acreditam que as modernas tecnologias incorporadas ao VCUB são uma solução inédita para obter estimativas mais precisas da produtividade das culturas.

Os pesquisadores lembram que eventos climáticos severos registrados na última safra (2021/2022) causaram danos significativos às lavouras de soja e milho, em especial. Portanto, no cenário atual, é um fator crítico aumentar a quantidade e a qualidade das imagens destinadas ao mapeamento e monitoramento de áreas em produção e conservação.

Pronto para a internet das coisas

O presidente da Embrapa, Celso Moretti, destaca que a atual fase da agricultura digital é marcada pelo uso combinado de sensores, aplicativos e inteligência artificial. “Instituições, empresas e produtores buscam cada vez mais soluções de tecnologia da informação para apoiar seus processos decisórios”, afirma.

“Quando os dados agrometeorológicos são associados às imagens de satélite, os modelos ganham precisão, permitindo maior assertividade nas decisões. Além disso, o sistema de coleta de dados poderá atender o mercado de internet das coisas (IoT) em locais com pouca infraestrutura. Daí a importância de se aproximar de um integrador de sistemas espaciais como a Visiona”, destaca o diretor, ressaltando que o VCUB integra sistemas espaciais e computacionais, visando melhorar o desempenho e aumentar a sustentabilidade socioeconômica e ambiental do setor.

Para João Paulo Campos, presidente da Visiona, o VCUB é um marco para o avanço e autonomia da indústria aeroespacial brasileira, que ganha ainda mais importância por ter como primeira missão atender ao agronegócio, setor fundamental para o país. “A possibilidade de combinar imagens de alta qualidade e coletar dados de sensores em campo torna o VCUB uma plataforma poderosa para aplicações agrícolas, e a parceria com a Embrapa será fundamental para transformar esse potencial em soluções concretas voltadas para o mercado brasileiro”, afirma Campos. .

Curiosidades sobre o nanossatélite brasileiro

Tamanho – O VCUB utiliza uma plataforma de 12 quilos, com dimensões de 30 centímetros de comprimento, 20 centímetros de altura e 10 centímetros de largura, trazendo o “estado da arte” em tecnologias de pequenos satélites.

Microssatélites – São considerados nanossatélites aqueles que pesam até 10 quilos; a partir desse peso e até 30 quilos, o nome técnico passa a ser “microssatélite”. Apesar do VCUB ganhar dois quilos a mais, continua sendo considerado um nanossatélite.

Na direção oposta – O nanossatélite passará 14 vezes em uma órbita quase polar (norte-sul, aproximadamente), girando na direção oposta à Terra.

Vida útil – O VCUB está programado para operar por três anos, mas há satélites que têm uma vida útil planejada em torno de cinco anos e estão operando há mais de 15 anos.

Constelações – De três satélites em operação conjunta, uma constelação já é considerada. Estudos mostram que nove satélites seriam suficientes para cobrir todo o Brasil em 20 dias.

APIs – A sigla API significa Application Programming Interface e vem do termo em inglês Application Programming Interface. As APIs servem de base para o desenvolvimento de produtos de software específicos, de acordo com a área de atuação de cada empresa que desenvolve soluções para o mercado.

SpaceX – Para lançar o VCUB, a Visiona contratou a norte-americana SpaceX, empresa do empresário Elon Musk.

Fontes: Visiona e Embrapa

“Entramos com o conhecimento das equipes que trabalham com geotecnologias, monitoramento agroambiental e sistemas de TI [tecnologia da informação] aplicada à agricultura; e a Visiona traz sua experiência em tecnologia espacial, para que, juntos, possamos desenvolver um conjunto de sistemas inteligentes para o agronegócio”, explica Stanley Oliveira, chefe da Embrapa Agricultura Digital.

O gerente destaca que a Embrapa pode contribuir com outros temas de interesse da área agrícola, incluindo mais centros de pesquisa da Companhia e diversas tecnologias, já que existe um acordo geral de cooperação em vigor.

Cleber Oliveira, diretor de operações da Visiona, destaca que o desenvolvimento conjunto de sistemas inteligentes atenderá inicialmente ao mercado de produção de grãos, mas poderá evoluir para outras espécies vegetais e expandir para diferentes regiões do país. O executivo diz que o setor agrícola é um dos focos da integradora de sistemas espaciais brasileira.

Apesar de seu pequeno tamanho, o Visiona CUB carrega a tecnologia de grandes satélites e passará 14 vezes por dia ao redor da Terra. São esperados ganhos na periodicidade da coleta de imagens, que pode ir de intervalos de cinco dias a uma frequência de até dois dias, aumentando a probabilidade de coleta de imagens sem nuvens – obstáculos à visualização de alvos no solo.

O satélite será equipado com uma câmera espacial de alta resolução projetada especificamente para capturar alvos agrícolas em maior detalhe. A inovação é fruto da parceria com a Embrapa e inclui a instalação de um sistema inédito no país, que permite ao satélite apontar com precisão sua câmera para o local desejado ou realizar uma correção de órbita, entre outras aplicações.

“Atualmente, os satélites em operação fornecem imagens detalhadas de 5 a 30 metros do solo. A nossa chegará a 3,5 metros”, destaca Cleber Oliveira. Além disso, a adição de uma banda espectral, chamada red edge, dá maior definição às imagens, melhorando a precisão da visualização do recorte, diz o diretor.

Até então, para a agricultura, eram utilizadas as faixas de azul, verde, vermelho e infravermelho próximo. O VCUB também contará com um sistema de coleta de dados na banda de Ultra-Alta Frequência (UHF) baseado na tecnologia de rádio definido por software (SDR). Os cientistas apontam que os sistemas embarcados serão validados no primeiro trimestre de 2023, quando o VCUB entrar em operação.

A pesquisa

O pesquisador João Antunes, da Embrapa, gerente técnico do convênio, avalia que a iniciativa conjunta – denominada Estimativa de Produtividade Agrícola por Modelo Agrometeorológico-Espectral – significará uma evolução da API Agritec (interface de programação voltada para a agricultura), possibilitando maior assertividade no previsões de produtividade das lavouras de soja e milho no estado do Maranhão.

“A solução tecnológica deve ser aprimorada com a futura incorporação dos dados obtidos das imagens do VCUB”, prevê o pesquisador. Pelo acordo, o centro de pesquisa será responsável por validar as informações, imagens espaciais e mapas de cultivos agrícolas fornecidos pela Visiona.

A Visiona também fornecerá informações técnicas sobre a execução do contrato e fornecerá as informações necessárias para o desenvolvimento do sistema. A Faped será responsável pela gestão administrativa e gestão dos recursos financeiros, de acordo com o cronograma e plano de trabalho, bem como a prestação de contas.

módulos

Na primeira etapa, realizada pela Visiona em conjunto com o estado do Maranhão, os agricultores fizeram o cadastro indicando local, cultivos realizados e estimativas de produtividade.

No segundo módulo, utilizando dados agrometeorológicos, a Embrapa trabalha para indicar a localização das lavouras e estimar a produtividade das áreas de produção de soja e milho no estado. O pesquisador Santiago Cuadra, da Embrapa, é responsável por incluir dados espectrais na API Agritec.

O módulo 3 do sistema entrará em produção antes do lançamento do VCUB e utilizará imagens públicas de satélite para melhorar a estimativa de produtividade por meio do Modelo Agrometeorológico-Espectral. “Quando o VCUB estiver em operação, os dados coletados pelo nanossatélite poderão ser incorporados a essa nova versão da API Agritec”, avalia o pesquisador.

Primeiros meses de testes

Thiago Rodrigues, Gerente de Projetos e Desenvolvimento de Soluções da Visiona, lembra que o VCUB é considerado um satélite de validação de tecnologia. Uma vez lançado, ele deve passar pelo período de comissionamento, quando todos os subsistemas são colocados à prova, testados e validados.

“Vamos testar se a comunicação com o satélite está adequada, se a câmera a bordo do satélite está coletando os dados corretamente. A coleta de dados em solo e a resposta dos alvos que estão sendo detectados pela câmera também serão calibrados”, detalha o gerente.

Somente após esse período, que dura de três a seis meses, o nanossatélite entra em operação para aplicações. Rodrigues informa que o foguete de lançamento VCUB contratado pela Visiona é da empresa americana Space X.