As florestas são o segundo maior sumidouro de carbono do planeta, atrás apenas dos oceanos. Para perceber exatamente quanto carbono capturam, a Agência Espacial Europeia e a Airbus construíram um satélite chamado Biomass, que utilizará uma faixa do espectro de rádio anteriormente proibida para observar abaixo das copas das árvores por todo o mundo. O satélite foi lançado da Guiana Francesa no final de abril e conta com o maior radar espacial da história, embora em breve seja emparelhado em órbita com o satélite de imagens NISAR dos EUA e da Índia, que deverá ser lançado ainda este ano.
Cerca de metade da massa seca de uma árvore é composta por carbono, pelo que obter uma boa medição do peso de uma floresta pode revelar quanto dióxido de carbono ela retirou da atmosfera. Mas os cientistas não têm uma forma 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, gestor da missão Biomass.
Estes sistemas indiretos dependem de uma combinação de amostragem em campo — com silvicultores a caminhar entre as árvores para medir a sua altura e diâmetro — e tecnologias de sensoriamento remoto, como scanners lidar, que podem sobrevoar as florestas em aviões ou drones e serem usados para medir a altura das copas das árvores ao longo das linhas de voo. Esta abordagem tem funcionado bem na América do Norte e na Europa, que possuem sistemas de gestão florestal bem estabelecidos. “As pessoas conhecem cada árvore aí, fazem muitas medições,” diz Scipal.
Mas a maioria das árvores do mundo encontra-se em locais menos mapeados, como a selva amazónica, 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 estão equipados para monitorizar 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 estas, 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. Estes radares refletem nas folhas e em ramos mais pequenos e não conseguem penetrar na floresta até ao 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 maiores, podem ver ramos maiores e os troncos das árvores, onde está armazenada a maior parte da sua massa. No entanto, instalar um sistema de radar na banda P num 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 as suas antenas. É necessário ter estruturas maiores”, diz Scipal. Para permitir que o satélite Biomass transportasse o radar da banda P, os engenheiros da Airbus tiveram de construir 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. Esta fica num longo braço articulado e os engenheiros da Airbus tiveram de dobrá-la como um enorme guarda-chuva para encaixá-la no foguetão Vega C, que a levará para a órbita. O procedimento de desdobramento por si só 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 atribuição de frequência na banda P é para enormes radares SOTR [radar de rastreamento de objeto único] que os americanos usam para detetar mísseis balísticos intercontinentais que se aproximam. Isso foi, claro, um problema para nós”, diz Scipal. Para obter uma isenção à proibição dos radares de banda P no espaço, a ESA teve de 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, por isso 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 levará os primeiros cinco meses. Após isso, a Biomass entrará na fase de tomografia, recolhendo 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 computorizada num 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 das nossas florestas muda ao longo do tempo.
“O objetivo científico aqui é realmente perceber 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 desflorestação e sobre a qual sabemos menos”, diz Scipal.
O Biomass vai fornecer mapas 3D com resolução à escala do hectare dessas florestas tropicais, incluindo tudo, desde a altura das árvores até à topografia do solo — algo que nunca tivemos antes. Mas há limites ao que pode fazer.
“Uma desvantagem é que não vamos obter perceções 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 das 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 os seus limites, acrescenta, já que quantidades significativas de carbono estão presas no solo em áreas de permafrost, que a missão não poderá medir.
“Mas vamos aprender quanto carbono está armazenado nas florestas e também quanto dele está a ser libertado devido a distúrbios como a desflorestação ou incêndios”, diz ela. “E isso será uma grande contribuição.”
Jacek Krywko