Num típico voo comercial, entre os oito e os 12 quilómetros de altitude, a vista da janela, muito provavelmente, será apenas composta por nuvens. Mas e se a 20 quilómetros do solo conseguíssemos observar o oceano? É esse o principal objetivo do AtlantHAPS: com tecnologia INESC TEC, o projeto pretende estabelecer uma nova geração de plataformas aéreas estratosféricas para vigilância marítima e monitorização climática em Portugal.
A observação do oceano nunca ganhou tanta importância como nos dias de hoje. Contudo, as operações de vigilância e de monitorização não se cingem apenas ao meio subaquático ou à superfície do mar: há maneiras de a fazer a partir do espaço, com recurso ao satélite. Mas e se, “a meio caminho”, houvesse uma maneira mais simples e útil de o fazer?
O projeto AtlantHAPS visa conceber, desenvolver e validar uma nova rede de Pseudo-Satélites de Alta Altitude (High-Altitude Pseudo-Satellites, ou HAPS, na sua abreviatura em inglês). Estas plataformas aéreas são eficientes ao nível energético e industrializáveis, capazes de operar de forma sustentada acerca de 20 quilómetros de altitude.
“É possível recolher dados para observação remota e comunicação de forma semelhante aos satélites convencionais, mas operando na atmosfera da Terra em vez do espaço”, explica Sara Freitas, investigadora do INESC TEC envolvida no projeto.
Quais as vantagens? Com aplicação direta em domínios como a vigilância marítima, monitorização climática e comunicações de emergência, os pseudo-satélites apresentam-se como alternativas mais económicas: “Há uma redução dos custos associados ao lançamento quando comparado com os satélites tradicionais”, realça Sara Freitas.
No entanto, de acordo com a investigadora, existem outros benefícios que abrem o apetite para a aposta nestas tecnologias, como a maior resolução de imagem, uma vez que operam a baixa altitude e, “ao mesmo tempo, continuam a cobrir uma área interessante, criando um compromisso muito agradável para as tarefas de observação remota”.
“A vantagem de operar a 20 quilómetros, na estratosfera, é que se posiciona por cima das nuvens e do mau tempo, permitindo cobrir uma área considerável do solo”, acrescenta Sara Freitas.
Dadas estas premissas, a operação torna-se mais simples, “permitindo aterragens para manutenção, atualização e troca de payloads [carga]” – de acordo com “o que se pretende observar e os dados a recolher” -, “menor latência no envio de dados e comunicações”, assim como uma “maior flexibilidade de posicionamento, podendo posicionar-se mais rápido do que um satélite tradicional”.
Voos com “possibilidade de escala”
O projeto AtlantHAPS, financiado pelo programa Mini Agendas Portugal 2030, é liderado pela empresa UAVision, com vista à promoção da inovação produtiva. A iniciativa, a decorrer até ao final de 2028, conta com outros sete parceiros nacionais, incluindo o INESC TEC.
A participação do Instituto passa pelo desenvolvimento de tecnologias, como “sistemas de comunicação de alto débito” – isto é, com capacidade de transmissões massivas de dados, contínuas e de alta velocidade -e payloads modulares.
Neste contexto, o payload trata-se de um equipamento sensorial a ser integrado no pseudo-satélite que permitirá, entre outras funções, a recolha de dados durante a operação. Mais especificamente, o INESC TEC ficará encarregue de desenvolver um payload “modular e multimissão”, isto é, que “possa ser adaptável a várias missões”, num expectável vaivém entre a oficina e a estratosfera.
Sendo modular, Sara Freitas sublinha ser “necessário definir uma arquitetura funcional que permita a integração com os restantes sistemas do HAPS, tais como os sistemas de comunicação, de controlo e de energia” e “vários tipos de sensor, como câmaras termográficas, sensores de imagem visível, radar, entre outros – podendo adaptar o seu conteúdo ao tipo de missão desejada”.
Esta tarefa não será fácil, dado que, tal como aponta a investigadora, poderá existir complicações na integração das tecnologias “a nível de peso, tamanho, consumo energético e capacidade de processamento disponível”.
Além disso, o INESC TEC também irá assegurar, naturalmente, “o tratamento e validação dos dados recolhidos em voo”. “Iremos ainda realizar o processamento on-board [durante a operação de voo] dos dados recolhidos, incluindo compressão e pré-análise [da informação obtida], para otimizar a largura de banda e o armazenamento”.
“Acredito que a observação do oceano exige uma observação tridimensional e integrada – que nos permita analisá-lo de todos os ângulos, desde o espaço até ao mar profundo. O AtlantHAPS funciona como um elo nesta observação tridimensional, lançando as bases para uma futura constelação nacional de pseudo-satélites”, salienta Sara Freitas.
Segundo a investigadora, esta plataforma poderá “servir de suporte aos sistemas subaquáticos” que o INESC TEC tem vindo a desenvolver, com especial atenção nas atividades do Centro de Excelência INESCTEC.OCEAN.
A combinação dos dados recolhidos em ambos os ambientes – mar e atmosfera – não só poderá otimizar o funcionamento das tecnologias desenvolvidas, como reforçar uma “visão tridimensional integrada” e mais completa do oceano.
