As florestas são o segundo maior sumidouro de carbono do planeta, atrás apenas dos oceanos. Para entender exatamente quanto carbono elas capturam, a Agência Espacial Europeia e a Airbus construíram um satélite chamado Biomass, que usará uma faixa do espectro de rádio antes proibida para observar abaixo das copas das árvores ao redor do mundo. O satélite foi lançado da Guiana Francesa no final de abril e conta com o maior radar espacial da história, embora logo seja emparelhado em órbita com o satélite de imagens NISAR dos EUA e da Índia, que deve ser lançado ainda este ano.
Cerca de metade da massa seca de uma árvore é composta de carbono, então obter uma boa medida de quanto uma floresta pesa pode revelar quanto dióxido de carbono ela retirou da atmosfera. Mas os cientistas não têm uma maneira de medir essa massa diretamente.
“Para medir a biomassa, é necessário cortar a árvore e pesá-la, o que é a razão pela qual usamos sistemas de medição indireta,” diz Klaus Scipal, gerente da missão Biomass.
Esses sistemas indiretos dependem de uma combinação de amostragem em campo — com silvicultores andando entre as árvores para medir sua altura e diâmetro — e tecnologias de sensoriamento remoto, como scanners lidar, que podem ser sobrevoados sobre as florestas em aviões ou drones e usados para medir a altura das copas das árvores ao longo das linhas de voo. Essa abordagem tem funcionado bem na América do Norte e na Europa, que possuem sistemas de gestão florestal bem estabelecidos. “As pessoas conhecem cada árvore lá, fazem muitas medições,” diz Scipal.
Mas a maioria das árvores do mundo está em lugares menos mapeados, como a selva amazônica, onde menos de 20% da floresta foi estudada profundamente no terreno. Para ter uma noção da biomassa nessas áreas remotas e principalmente inacessíveis, o sensoriamento florestal baseado no espaço é a única opção viável. O problema é que os satélites que temos atualmente em órbita não são equipados para monitorar as árvores.
As florestas tropicais vistas do espaço parecem tapetes verdes e macios, porque tudo o que conseguimos ver são as copas das árvores; a partir de imagens como essa, não podemos dizer quão altas ou espessas são as árvores. Os radares que temos em satélites como o Sentinel 1 usam comprimentos de onda de rádio curtos, como os da banda C, que ficam entre 3,9 e 7,5 centímetros. Esses radares refletem nas folhas e em ramos menores e não conseguem penetrar na floresta até o solo.
Por isso, para a missão Biomass, a ESA optou pelo radar na banda P. As ondas de rádio da banda P, que têm comprimentos de onda cerca de 10 vezes mais longos, podem enxergar ramos maiores e os troncos das árvores, onde a maior parte de sua massa está armazenada. No entanto, instalar um sistema de radar na banda P em um satélite não é tarefa fácil. O primeiro problema é o tamanho.
“Os sistemas de radar escalam com os comprimentos de onda — quanto maior o comprimento de onda, maiores precisam ser suas antenas. Você precisa de estruturas maiores”, diz Scipal. Para permitir que o satélite Biomass carregasse o radar da banda P, os engenheiros da Airbus tiveram que fazer o satélite com dois metros de largura, dois metros de espessura e quatro metros de altura. A antena do radar tem 12 metros de diâmetro. Ela fica em um longo boom de múltiplas articulações, e os engenheiros da Airbus tiveram que dobrá-la como um enorme guarda-chuva para encaixá-la no foguete Vega C, que a levará para a órbita. O procedimento de desdobramento sozinho levará vários dias assim que o satélite chegar ao espaço.
O tamanho, no entanto, é apenas uma das razões pelas quais geralmente evitamos enviar radares de banda P para o espaço. Operar tais sistemas de radar no espaço é proibido pelas regulamentações da União Internacional de Telecomunicações, e por uma boa razão: interferência.
“A principal alocação de frequência na banda P é para enormes radares SOTR [radar de rastreamento de único objeto] que os americanos usam para detectar mísseis balísticos intercontinentais que se aproximam. Isso foi, claro, um problema para nós”, diz Scipal. Para obter uma isenção da proibição dos radares de banda P no espaço, a ESA teve que concordar com várias limitações, a mais difícil das quais foi desligar o radar Biomass sobre a América do Norte e a Europa para evitar interferir com a cobertura SOTR.
“Foi uma pena. É uma missão europeia, então queríamos fazer observações na Europa”, diz Scipal. O resto do mundo, no entanto, está liberado.
A missão Biomass está programada para durar cinco anos. A calibração do radar e de outros sistemas vai levar os primeiros cinco meses. Após isso, a Biomass entrará na fase de tomografia, coletando dados para criar mapas detalhados da biomassa das florestas na Índia, Austrália, Sibéria, América do Sul, África — em todos os lugares, exceto na América do Norte e Europa. “A tomografia funcionará como uma tomografia computadorizada em um hospital. Vamos tirar imagens de cada área a partir de várias posições diferentes e criar o mapa 3D das florestas”, diz Scipal.
Obter cobertura global completa deverá levar 18 meses. Depois, para o resto da missão, a Biomass mudará para um método de medição diferente, capturando um mapa global completo a cada nove meses para medir como a condição de nossas florestas muda ao longo do tempo.
“O objetivo científico aqui é realmente entender o papel das florestas no ciclo global do carbono. O principal interesse são os trópicos, porque é a floresta mais densa, que está sob a maior ameaça de desmatamento e a que sabemos menos a respeito”, diz Scipal.
O Biomass vai fornecer mapas 3D com resolução em escala de hectare dessas florestas tropicais, incluindo tudo, desde a altura das árvores até a topografia do solo — algo que nunca tivemos antes. Mas há limites para o que ele pode fazer.
“Uma desvantagem é que não vamos obter insights sobre as variações sazonais nas florestas ao longo do ano devido ao tempo necessário para o Biomass fazer a cobertura global”, diz Irena Hajnsek, professora de Observação da Terra na ETH Zurich, que não está envolvida na missão Biomass. E o Biomass ainda vai deixar algumas de nossas perguntas sobre os sumidouros de carbono sem resposta.
“Em todas as nossas estimativas de mudança climática, sabemos quanto carbono está na atmosfera, mas não sabemos muito sobre quanto carbono está armazenado na terra”, diz Hajnsek. O Biomass terá seus limites, ela diz, já que quantidades significativas de carbono estão presas no solo nas áreas de permafrost, que a missão não poderá medir.
“Mas vamos aprender quanto carbono está armazenado nas florestas e também quanto dele está sendo liberado devido a distúrbios como o desmatamento ou incêndios”, diz ela. “E isso será uma grande contribuição.”
Jacek Krywko
