Além da exploração espacial, uma das tarefas mais prioritárias e complexas da NASA é a observação contínua da Terra. Por meio da Divisão de Ciências da Terra, a agência opera dezenas de missões encarregadas de registrar a saúde do nosso planeta, que vão desde satélites em órbita a supercomputadores no solo – formando uma rede integrada de tecnologia para acompanhar as transformações climáticas globais em tempo real.
A espinha dorsal dessa infraestrutura é o Sistema de Observação da Terra (EOS, na sigla em inglês), composto por satélites em órbita terrestre baixa. Equipamentos emblemáticos como as espaçonaves Terra e Aqua registram a cobertura de nuvens e a vegetação. Enquanto isso, há mais de cinco décadas, o programa Landsat documenta as transformações no uso do solo e o desmatamento.
Outras missões aplicam tecnologias avançadas para medir variáveis invisíveis a olho nu. O satélite GRACE-FO (sigla em inglês para Recuperação da Gravidade e Experimento Climático – Continuação) monitora variações na gravidade terrestre causadas pelo deslocamento de massas de água e derretimento de geleiras.
Trata-se de uma missão conjunta da NASA e do Centro Aeroespacial Alemão (DLR), lançada em 2018 para dar continuidade à missão original GRACE. Seus dois satélites medem pequenas variações no campo gravitacional da Terra, permitindo monitorar mudanças na massa de gelo, nos aquíferos, nos oceanos e em outros componentes do sistema terrestre.
Já o moderno satélite SWOT (Topografia de Águas Superficiais e Oceanos, na sigla em inglês) consegue mapear quase toda a água da superfície do planeta, incluindo rios, lagos e oceanos, com precisão inédita.
Sensores espaciais, poluição e biodiversidade
Para acompanhar o aquecimento global, a agência utiliza radiômetros infravermelhos que identificam tendências de temperatura tanto na superfície quanto no topo da atmosfera. Em paralelo, a altimetria por radar das missões Sentinel-6 e Jason mede a elevação do nível do mar provocada pelo derretimento glacial e pela expansão térmica da água.
A análise da atmosfera exige sensores de alta precisão para identificar os gases causadores do efeito estufa. Instrumentos como o Observatório Orbital de Carbono (OCO) mapeiam fontes de emissão e sumidouros naturais de dióxido de carbono e metano.
Instalado na Estação Espacial Internacional (ISS), o instrumento EMIT (Investigação das Fontes de Poeira Mineral da Superfície da Terra, na sigla em inglês) expande o escopo dessas medições ao utilizar um espectrógrafo para analisar a luz solar refletida pela Terra.
A astrobióloga brasileira Raíssa Estrela, pesquisadora do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da NASA, atua diretamente no processamento de dados desse sensor. Em entrevista ao Olhar Digital, ela explicou que a técnica é similar à empregada na análise de exoplanetas. “Com essa informação da luz refletida, conseguimos identificar os sinais de vários materiais, desde minerais até a presença de plástico. O plástico reflete a luz em um comprimento de onda muito específico, o que nos permite detectar do espaço onde esse material está acumulado no planeta.”
Segundo a pesquisadora, o rastreamento orbital atua no enfrentamento a grandes crises globais mapeadas pela Organização das Nações Unidas (ONU), incluindo a poluição por plásticos – que cresce continuamente desde os anos 1970 – e a perda de biodiversidade.
O monitoramento espacial também busca proteger a natureza dos impactos da ação humana, com atenção especial ao território brasileiro. “O Brasil é o país número um em biodiversidade no planeta Terra. Eu acho muito prestigioso vir de um país que tem mais biodiversidade de vida no mundo”, ressalta a astrobióloga.
Raíssa alerta, no entanto, que esse patrimônio natural sofre ameaças contínuas. “É uma biodiversidade que está sob ameaça, e que vai continuar sob ameaça, tanto pela questão das mudanças climáticas, como também com a questão do avanço antropogênico, como a gente conhece no Brasil, tem a questão da agropecuária, o avanço da soja, do desflorestamento, que está levando à perda da nossa floresta e da biodiversidade, que ainda é a número um no planeta Terra, mas pode deixar de ser, se a gente não cuidar a tempo”.
Para monitorar essas mudanças vertiginosas, a NASA emprega múltiplos métodos. Para avaliar as calotas polares, por exemplo, o Satélite para Medição da Elevação de Gelo, Nuvens e Terras Emersas (ICESat-2) utiliza a tecnologia LiDAR (Detecção e Medição de Distâncias por Luz), que dispara pulsos de laser em direção à superfície terrestre e mede o tempo que a luz leva para retornar ao sensor. Com esse método, é possível determinar a espessura e as variações da camada de gelo com precisão de poucos centímetros.
Como resume a pesquisadora do JPL, a atuação conjunta desses diferentes instrumentos é o que permite modelar o futuro: “Existem vários sensores da NASA – o EMIT, no qual trabalho, é um deles –, mas há diversos outros que monitoram diferentes propriedades do nosso planeta, como a temperatura, a atividade fotossintética da vegetação e os níveis de CO₂ e metano na atmosfera. Eles atuam em conjunto para fornecer uma visão integrada do sistema terrestre. Nós, cientistas, utilizamos esses dados para analisar a saúde planetária e alimentar modelos e projeções climáticas futuras, buscando prevenir que alcancemos um ponto de não retorno na nossa biodiversidade, como no caso da Amazônia.”
Todas essas medições orbitais geram um fluxo ininterrupto de dados que alimenta a pesquisa climática internacional. Combinados, esses indicadores permitem que cientistas identifiquem padrões de longo prazo e compreendam como diferentes sistemas do planeta interagem entre si diante das mudanças climáticas.
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Supercomputadores, inteligência artificial e dados abertos
Essa coleta de dados no espaço ganha sentido no Centro de Simulação Climática da NASA, localizado em Greenbelt, no estado de Maryland. Lá, supercomputadores processam petabytes de informações diárias para rodar o modelo Sistema de Observação da Terra Goddard (GEOS), uma simulação matemática complexa que integra dados da atmosfera, dos oceanos, do solo e das regiões cobertas por gelo.
A inteligência artificial e o aprendizado de máquina otimizam ainda mais esse trabalho. Algoritmos avançados analisam rapidamente grandes volumes de imagens de satélite para identificar focos de incêndio florestal, desmatamento ilegal e o surgimento de eventos meteorológicos extremos, garantindo respostas e alertas muito mais ágeis para a sociedade.
Um dos aspectos mais marcantes dessa operação é a política de dados abertos mantida pela agência. Todas as informações coletadas são disponibilizadas gratuitamente na plataforma Earthdata.
Essa transparência garante que governos, institutos de pesquisa e startups do mundo inteiro desenvolvam estratégias eficazes de enfrentamento e adaptação aos impactos do clima.
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