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@MastersThesis{Moura:2017:AnViCa,
               author = "Moura, Candido Osvaldo de",
                title = "An{\'a}lise de viabilidade de uma carga {\'u}til {\'o}ptica em 
                         nanossat{\'e}lites para detec{\c{c}}{\~a}o de raios",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2017",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2017-08-07",
             keywords = "an{\'a}lise de viabilidade, detec{\c{c}}{\~a}o de raios, 
                         cubesats, sistemas espaciais, c{\^a}meras {\'o}pticas, 
                         feasibility analysis, lightning detection, cubesats, space 
                         systems, optical cameras.",
             abstract = "Eventos clim{\'a}ticos extremos s{\~a}o uma das principais 
                         caracter{\'{\i}}sticas de mudan{\c{c}}as clim{\'a}ticas e sua 
                         previs{\~a}o num{\'e}rica requer modelos de alta 
                         resolu{\c{c}}{\~a}o e a grande quantidade de dados 
                         observacionais, incluindo conjuntos de dados de raios. Uma rede 
                         terrestre de sensores de raios, chamada BrasilDAT, atualmente 
                         detecta e localiza dados totais de raios no Brasil, entretanto a 
                         adi{\c{c}}{\~a}o de dados complementares obtidos via 
                         sat{\'e}lite seria muito {\'u}til. Este trabalho analisa a 
                         viabilidade t{\'e}cnica de se embarcar uma carga {\'u}til 
                         {\'o}tica que detecte raios utilizando uma plataforma cubesat 
                         apesar de projetos similares anteriores terem utilizado 
                         sat{\'e}lites de maior porte. Essa prospectiva miss{\~a}o {\'e} 
                         denominada de RaioSat e operaria inicialmente em uma {\'o}rbita 
                         LEO em 650Km usando uma estrutura de alum{\'{\i}}nio 3U-CubeSat 
                         (10x10x30cm) para acomodar o bus do nanossat{\'e}lite, uma 
                         c{\^a}mera {\'o}ptica com uso de filtro espectral nas bandas de 
                         oxig{\^e}nio e nitrog{\^e}nio, e antena VHF. Este trabalho 
                         realiza a an{\'a}lise de miss{\~a}o do RaioSat e seus 
                         stakeholders e adapta uma metodologia de defini{\c{c}}{\~a}o de 
                         cargas {\'u}teis de c{\^a}meras {\'o}ticas para seu estudo de 
                         viabilidade onde 3 possibilidades s{\~a}o investigadas a partir 
                         de uma c{\^a}mera COTS dispon{\'{\i}}vel no mercado. Um 
                         conjunto de requisitos {\'o}ticos para detec{\c{c}}{\~a}o do 
                         fen{\^o}meno raio {\'e} usado para abalizar a viabilidade das 
                         solu{\c{c}}{\~o}es candidatas de chips sensores {\'o}pticos, da 
                         filtragem espectral e do envelope de engenharia de sistemas que 
                         sua prospectiva c{\^a}mera ocuparia, a priori, numa plataforma 
                         cubesat. O trabalho tamb{\'e}m aborda os requisitos de alto 
                         n{\'{\i}}vel para processamento de bordo necess{\'a}rio visando 
                         uso eficiente da banda de comunica{\c{c}}{\~a}o e 
                         elimina{\c{c}}{\~a}o de falso-positivos de raios. Finalmente, se 
                         sugere uma lista de futuras deriva{\c{c}}{\~o}es para 
                         conretiza{\c{c}}{\~a}o do projeto final de uma miss{\~a}o 
                         RaioSat. ABSTRACT: Extreme weather events are a major feature of 
                         climate change and their numerical forecasting requires high 
                         resolution models and a large amount of observational data, 
                         including lightning data. A terrestrial network of lightning 
                         sensors, called BrasilDAT, currently detects and locates total 
                         lightning data in Brazil, however the addition of complementary 
                         data obtained by satellite would be very useful. This work 
                         analyzes the technical feasibility of boarding an optical payload 
                         that detects lightning using a cubesat platform, although previous 
                         similar projects used larger satellites. This prospective mission 
                         is called RaioSat and it expected to operate in a 650Km LEO orbit 
                         using a 3U-CubeSat (10x10x30cm) aluminum structure to accommodate 
                         the nanosatellite bus, an optical camera with a spectral filter in 
                         the oxygen and nitrogen bands, and VHF antenna. This work provides 
                         the RaioSat mission analysis with its stakeholders and adapts a 
                         methodology for definition of optical payloads in order to perform 
                         the feasibility study. Initially, 3 possibilities are investigated 
                         from a COTS camera available in the market. A set of optical 
                         requirements for detecting the lightning phenomenon is used to 
                         drive the feasibility analysis of candidate optical sensor chips, 
                         spectral filtering and, systems engineering envelope constraints 
                         to the prospective camera payload into, a priori, a cubesat 
                         platform. The paper also addresses the high-level requirements for 
                         on-board processing required for efficient use of the 
                         communication bandwidth and elimination of false-positive 
                         lightning occurrences. Finally, a list of future study topics is 
                         suggested for the realization of the RaioSat mission project.",
            committee = "Bambace, Lu{\'{\i}}s Ant{\^o}nio Waack (presidente) and Santos, 
                         Walter Abrah{\~a}o dos (orientador) and Naccarato, Kleber 
                         Pinheiro and Cappelletti, Chantal",
         englishtitle = "Feasibility analysis of an optical payload in nanosatellites for 
                         lightning detection",
             language = "pt",
                pages = "153",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PA5A98",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3PA5A98",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "05 dez. 2020"
}


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