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A mulher que nos mostrou o mundo

Há meio século, Virgina Tower Norwood inventou o primeiro scanner multiespectral a imagear a Terra a partir do espaço. O Landsat 1 e seus sucessores têm escaneado o planeta continuamente desde então.



MICHELLE GROSKOPF

Se Virginia Tower Norwood tivesse ouvido seu orientador vocacional, ela teria se tornado uma bibliotecária. Seu teste de aptidão mostrou uma notável facilidade com números e, em 1943, seu orientador vocacional não conseguia pensar em nenhuma maneira melhor para uma jovem colocar essas habilidade em prática. Felizmente, Norwood não sofria da mesma falta de imaginação. A oradora da sua turma do ensino médio na Filadélfia, há muito tempo devorava quebra-cabeças lógicos e fazia um bom uso da régua de cálculo que seu pai lhe dera aos nove anos. Norwood ignorou o conselho de seu orientador vocacional e se inscreveu no MIT.


Ela se tornaria uma inventora pioneira no novo campo de design de antenas de micro-ondas. Ela projetou o transmissor para uma missão de reconhecimento à lua que abriu caminho para o pouso da Apollo. E ela concebeu e liderou o desenvolvimento do primeiro scanner multiespectral para capturar imagens da Terra a partir do espaço - o primeiro de uma série de scanners em satélites que têm continuamente imageado o mundo por quase meio século.


Olhando para trás, ela diz que nunca realmente considerou a carreira em biblioteconomia. “Eu não consigo soletrar direito”.


"A melhor escola do mundo"

Virginia Tower Norwood, em Greenwich, durante seu segundo ou terceiro ano no MIT. CORTESIA DE VIRGÍNIA NORWOOD.

O MIT deu aulas o ano todo durante a Segunda Guerra Mundial, então Norwood chegou a Cambridge no verão de 1944, logo após sua formatura no ensino médio. O ex-aluno que a entrevistou admitiu que ele nunca entrevistou uma mulher antes (e disse a ela que ela era menos desleixada do que as mulheres do MIT que ele conheceu), mas ela não se intimidou quando se viu como uma entre apenas uma dúzia de mulheres em sua classe. Na época, o MIT não tinha dormitórios para mulheres, então ela alugou um quarto em um apartamento da Central Square, caminhando para o campus nos dias agradáveis ou pegando o bonde da Avenida Mass, por um níquel, quando o tempo estava ruim. As mulheres só podiam jantar nos refeitórios dos dormitórios como convidadas dos alunos do sexo masculino; muitas vezes ela passava somente com torradas e tomates fatiados.


Como filha mais velha de um oficial do Exército, Norwood tinha prática em criar raízes onde quer que se encontrasse. Ela morou no Panamá (onde viu o maior barco do mundo passar pelo canal), em Oklahoma (onde se juntou a uma tropa montada de escoteiras) e nas Bermudas. Quando as famílias dos militares foram mandadas de volta ao continente depois de Pearl Harbor, ela frequentou cinco escolas diferentes. No MIT ela rapidamente encontrou o seu caminho para o único espaço feminino dedicado do Instituto, a Sala Cheney - uma suíte incluindo uma cozinha, um escritório com algumas mesas, três camas, um chuveiro, armários para livros e ‘uma grande e adorável sala de estar” com um piano de cauda. Lá, o pequeno contingente de mulheres do MIT se reunia para conversar, estudar e cozinhar.


Virginia Towr Norwood como Birdie na produção Dramachop 'The little Foxes' do MIT. CORTESIA DE VIRGINIA NORWOOD.

Embora chocada ao saber que quase todos os seus colegas também haviam sido oradores da turma, ela estava tão bem preparada que fez cinco cursos em vez dos habituais quatro durante os vários semestres que esteve lá. “Não trabalhei no meu primeiro ano ou coisa parecida”, diz ela. Ouvir as aulas e fazer os Psets foi o suficiente, deixando muito tempo para explorar Boston, vaguear por seus parques e socializar.


“Como as mulheres eram tão escassas, poderíamos ter um encontro todas as noites se quiséssemos”, diz ela, acrescentando que um colega “se orgulhava de ter namorado praticamente todas as mulheres de nossa classe”. Estar no que ela chama de “um mar de homens” a tornou uma escolha certa para papéis nas produções Dramashop (The Importance of Being Earnest e The Little Foxes entre elas). Mas isso também pode tornar a vida embaraçosa; um professor que rotineiramente esquadrinha a sala de aula enquanto dá suas aulas, inevitavelmente encontra seu olhar pousado nas pernas de Norwood, sacode a si mesmo e reinicia sua varredura pela sala. E nas três vezes por semana em que as mulheres podiam nadar na piscina do MIT, os homens relutantemente vestiam seus trajes de banho.


(Estranhamente, as mulheres do Instituto podiam de alguma forma ser tão invisíveis quanto notáveis. Anos depois, Norwood se deparou com ex-alunos de sua época que alegavam que não tinham ideia de que o MIT era misto)


Em seu quarto período, Norwood finalmente se viu em uma aula que não era fácil. Depois de se esforçar em Física e ganhar uma nota média, ela tirou o inverno de 1946 e aprendeu sozinha a matéria, resolvendo todos os problemas do livro didático. Ela voltou ao MIT naquela primavera, dividindo um apartamento de dois quartos em Bexley Hall com três outras mulheres, e fez todas as aulas de pós-graduação em seus últimos quatro semestres. “Acho que eu tive uma educação muito boa em matemática e física”, diz ela. Ela ainda teve a chance de estudar com o renomado matemático Dirk Struik, que normalmente não lecionava para alunos de graduação, mas, pressionado a trabalhar com os calouros de física durante a guerra, abria o livro e dizia: “Agora, o que o departamento de física quer que eu te ensine hoje? “. Ela também estudou e resolveu todo o material de um curso de pós-graduação em geometria analítica. “Achávamos que estávamos na melhor escola do mundo”, diz ela. E ter um diploma do MIT - um fato que surpreenderia muitos colegas - deu-lhe confiança enquanto ela construía uma carreira na na qual matemática e física eram essenciais e as mulheres uma raridade.


Uma busca enlouquecedora por emprego


Um dia depois de terminar seu bacharelado em matemática, ela se casou com Larry Norwood, seu monitor de cálculo do terceiro semestre e presidente do clube de matemática do MIT, que na época era aluno de graduação em Yale. Rapidamente ficou claro que poucos empregadores em potencial contratariam uma matemática mulher. Em uma entrevista na Sikorsky Aircraft, seu pedido de um salário P1 - que era concedido ao posto profissional mais baixo no serviço civil - foi recebido com incredulidade; a empresa nunca pagou tanto a uma mulher. Solicitada a prometer não engravidar se fosse contratada em um laboratório de alimentos, ela retirou sua candidatura. Ao longo de três entrevistas na Remington, ela descreveu sua visão de como um matemático na equipe poderia melhorar as operações da empresa de armas. A gerente de contratação ligou para dizer que ela os convenceu de que era uma idéia brilhante - e que eles iriam procurar um homem para ocupar o cargo. Norwood estava fora quando a ligação foi feita; a gerente transmitiu seus agradecimentos ao marido.


Uma imagem de 2001 capturada pelo Landsat 7 das areias e leitos de algas marinhas esculpidas pelas marés e correntes oceânicas nas Bahamas. USGS/NASA LANDSAT
Uma imagem Landsat de um reservatório no Uzbequistão cerca de uma semana antes da ruptura do muro ocidental de sua barragem em 2020, inundando vilarejos vizinhos e terras agrícolas. USGA/NASA LANDSAT

Desesperada por alguma renda para complementar o magro salário de instrutor de seu marido, ela vendeu blusas em uma pequena loja de departamentos de New Haven - um emprego que ela tem certeza que não teria conseguido se divulgasse seu diploma no MIT. Norwood permaneceu estoica durante um extenso treinamento em como ler um gráfico de impostos sobre vendas e se desafiou com a auditoria de aulas avançadas de matemática em Yale. E ela suportou continuar vendendo blusas com babados (ela preferia roupas sob medida) até que finalmente foi contratada para ensinar aritmética de negócios no ‘Junior College of Commerce’ em New Haven.


Ensinar matemática foi um passo na direção certa, mas a verdadeira carreira de Norwood não começou até que um amigo da família a convidou para visitar os Laboratórios do ‘US Army Signal Corps’ em Nova Jersey. Quando ela e seu marido receberam uma oferta de emprego no ‘Evans Signal Lab’ em 1948, eles aproveitaram a chance.


Rastreando o vento


Atribuída junto ao grupo de radar meteorológico do laboratório no memento em que o radar estava começando a ser utilizado em meteorologia, Norwood foi convidada a desenvolver um refletor de radar para balões meteorológicos para que pudessem ser usados para rastrear o vento em grandes altitudes.


“Você se senta e pensa sobre um problema”, diz ela, “e as soluções vêm a você depois de um tempo”. Ela se debruçou sobre um desenho com discos (pintados de prata ou feitos de tecido metálico) que se cruzavam para criar uma série de vértices reflexivos. O dispositivo, suspenso por anzóis de pesca, giraria com o vento, produzindo um sinal pulsante característico que poderia ser rastreado por radar. Por fim, os meteorologistas puderam calcular com precisão a velocidade do vento acima de 100.000 pés - aproximadamente a altura em que os balões meteorológicos estouravam. E essa façanha tornou a previsão do tempo de longo prazo possível pela primeira vez. O dispositivo, que Norwood projetou aos 22 anos, foi patenteado mais tarde.


Norwood no Radar Detector de Tempestades no 'US Army Signal Corps Labs' e desenhos do refletor de radar patenteado para balões meteorológicos que ela projetou para o 'Signal Corps'. Em 1966, o 'Surveyor' da NASA (foto da direita) enviou a imagem à esquerda de uma rocha lunar de volta à Terra no transmissor da Norwood. NASA/JPL (ROCHAS), CORTESIA DE VIRGÍNIA NORTWOOD; NASA/JPL (SURVEYOR); NORWOOD VIA GOOGLE PATENT (DIAGRAMAS)

Não muito depois de ela terminar o projeto, os membros do laboratório estavam discutindo como projetar torres de telemetria para um alcance de teste de mísseis em desenvolvimento no Cabo Canaveral, na Flórida. “Alguém no laboratório disse: ‘Oh, vamos deixa-los com 300 metros de altura’. Eu estava na reunião e perguntei: ‘Você sabe qual é a altura da Torre Eiffel? ‘“ ela se lembra, espantada que seu colega estivesse propondo arbitrariamente torres quase dessa altura. Uma delas deveria ser construída a várias centenas de quilômetros da costa, e Norwood percebeu que tal torre seria cara para construir - e vulnerável a furacões.


Para descobrir exatamente quão altas as torres tinham que ser, Norwood precisava de dados históricos de vento e temperatura. Vários colegas homens foram enviados a Washinton, DC, para obtê-los, mas retornaram de mãos vazias. Norwood foi ela mesma e se encontrou com a formidável Frances Whedon, a meteorologista do US Signal Corps que havia se recusado a liberar seus dados. Acontece que Whedon tinha se formado em meteorologia pelo MIT em 1924. “Ela tinha sido absolutamente brusca com os homens, mas gostou de mim”, diz Norwood, que rapidamente obteve autorização para visitar os arquivos que continham os registros meteorológicos feito a lápis de Whedon.


Norwood calculou que as torres precisavam ter apenas cerca de 30 metros de altura. “Eles estavam decididos a fazer as de 300 metros”, diz ela. “Procurei provar por meio de dados que eles poderiam conviver com o fato de elas serem menores”. As torres foram construídas na altura recomendada por Norwood e usadas para testes de mísseis nas décadas de 1950 e 1960.


Aprendendo um ofício


Apesar de ter conquistado uma patente para um de seus primeiros trabalhos com radar meteorológico, Norwood diz que ela fez um trabalho mais importante quando se mudou para o grupo de antenas. O ‘Signal Corps’ estava interessado em explorar diferentes tipos de antenas de radar, com base na tecnologia de radar de micro-ondas desenvolvida no Laboratório de Radiação do MIT que se mostrou útil durante a Segunda Guerra Mundial. No início da década de 1950, o grupo de antenas da Evans estava entre os poucos lugares pioneiros no desenvolvimento de transmissores e antenas que usavam micro-ondas em comprimentos de onda cada vez mais curtos e descobrindo como essa tecnologia poderia ser aplicada. Nesse grupo, Norwood ganharia uma segunda patente para uma nova - e há muito tempo confidencial - antena de rastreamento (Seu alimentador não precisava girar para rastrear um sinal de entrada; ao invés disso, ele usava a polarização para identificar o ângulo e a direção do sinal). E ser parte do grupo de antenas, descobriu-se, seria inestimável à medida que o campo de antenas de micro-onda crescesse. Como diz Norwood, “aprendi um ofício”.

Em 1953, ela e o marido foram para a Califórnia, e ela rapidamente conseguiu um emprego na ‘Sylvania Electronic Defense Labs’ e montou sua linha de teste de antena, adquirindo equipamentos da Bill Hewlett, SM ´36 e da Dave Packard. Cerca de um ano depois, ela, seu marido e sua filha, se mudaram para Los Angeles, onde ela se juntou ao laboratório de antenas da ‘Hughes Aircraft’, tornando-se a única mulher entre os cerca de 2.700 homens nos laboratórios de P&D da empresa. Ela foi trabalhar para Lester Van Atta, que havia feito pesquisas pioneiras de radar no Laboratório Rad do MIT nos primeiros dias da guerra, e administrava “um dos melhores equipamentos de antenas do país”, diz Norwood. “Construímos algumas antenas muito interessantes - algumas das quais posso contar para vocês”.


Norwood, usando seu 'Brass Rat' (anel de classe do MIT), usa uma réguade cálculo em 1963. CORTESIA DE VIRGÍNIA NORWOOD.

Em um desses projetos, agora não mais secretos, ela projetou uma antena para um sistema que identifica amigos e inimigos. O IFF, como é conhecido, deve captar um sinal distinto transmitido por todas as aeronaves dos EUA para evitar que aviões de guerra abatam um dos seus. Mas ela tinha que se certificar de que a antena IFF não bloquearia outra antena maior montada atrás dela - uma antena de vigilância de longa distância varrendo o horizonte em busca de aeronaves ou mísseis inimigos. Hughes agora detém uma patente para a antena dipolo dobrada em forma de S que ela criou. “Acho que funcionou”, diz ela, meio brincando. A tecnologia de identificação de amigo ou inimigo é tão vital que o desenvolvimento de seus componentes foi dividido para garantir que ninguém conhecesse todo o sistema.


Gerenciando micro-ondas (e homens)

Em 1957, Norwood foi escalada para liderar o grupo de micro-ondas do laboratório de mísseis da empresa. Mas nem todo mundo gostou de ver uma mulher subindo na hierarquia em Hughes. Como a primeira mulher a se juntar à equipe técnica, ela inicialmente teve recusada uma autorização de estacionamento para sua vaga, uma vez que “apenas homens estacionavam lá”. Certa vez, um colega disse a ela que mulheres - especialmente aquelas com filhos - não deveria trabalhar em laboratórios (Norwood folgaria apenas três dias quando o segundo de seus três filhos nasceu, em 1959). Agora que ela era responsável pelas antenas de micro-ondas e circuitos para mísseis, um homem desistiu, dizendo que não queria trabalhar para uma mulher - ou para uma empresa “estúpida o suficiente” para colocar uma mulher nesse papel (Ele voltou para Hughes vários anos depois e pediu para trabalhar no grupo de Norwood. Ela disse não).



Norwood com colegas do departamento de antenas na Hughes, em 1956; uma antena patenteada que ela projetou; com Ethelwy Pecora, a esposa do patrono do Landsat Willian Pecora, depois de ganhar o PRêmio Pecora em 1979 por sua contribuição da Terra através do sensoriamento remoto. CORTESIA DE VIRGÍNIA NORWOOD.

No laboratório de mísseis, ela e seu grupo desenvolveram antenas para ajudar os mísseis Falcon a atingir seus alvos. Norwood também projetou o transmissor e receptor de micro-ondas para o primeiro satélite de comunicações do mundo. Em 1963, o Syncom 2 - abreviação de comunicação síncrona - tornou possível a primeira chamada via satélite bidirecional entre chefes de estado quando o presidente Kennedy em Washington chamou o primeiro-ministro Abubakar Tafawa Balewa da Nigéria a bordo de um navio dos EUA no porto de Lagos. Um ano depois, o Syncom 3 foi usado praa transmitir as Olimpíadas de Tóquio de 1964 para os Estados Unidos.


Enviando dados da Lua


Como a NASA estava se preparando para enviar o primeiro homem à lua, ela precisava de um dispositivo de reconhecimento que pudesse relatar a adequação de um local de pouso proposto. “Eles não queriam que o homem caísse em uma fenda na lua”, lembra Norwood.


Dispositivos de reconhecimento anteriores haviam enviado imagens de sua aproximação à lua, mas cada um deles caiu ao pousar, tornando-os inúteis para examinar a superfície. “Houve uma grande discussão sobre o que estava abaixo da camada superior da lua, que era tudo o que tínhamos visto”, diz Norwood. “As pessoas tinham as ideias mais bizarras sobre o que poderia estar lá embaixo”. A teoria de que era feito de queijo verde era “provavelmente uma das mais lógicas”, diz ela, rindo; alguns até pensaram que a lua poderia ser uma concha oca. A NASA não acreditou nessas teorias, mas precisava de uma nave que sobrevivesse aos pousos para que pudesse obter imagens na superfície, colher uma amostra de solo e analisa-la.


Enquanto outro grupo em Hughes enfrentava o problema de conseguir um pouso suave, o desafio de garantir que a sonda, conhecida como Surveyor, pudesse receber comandos e enviar imagens e dados de volta para a Terra, coube a Norwood e seu grupo de micro-ondas. Tendo planejado maneiras de colocar antenas e transmissores minúsculos e leves entre as aletas delicadas dos mísseis, “estávamos acostumados a ser muito restritos em termos de espaço e peso”, diz ela. “Portanto, éramos os mais óbvios a quem dar esse trabalho”.


Na verdade, ela mesmo projetou o transmissor que enviava todos os dados do Surveyor de volta para a Terra. Ela também supervisionou o design da antena do sistema, que ela descreve como “uma novidade completa na época”. Uma matriz planar com uso eficiente de espaço, em vez da típica parábola curva, dobrou-se compactamente para voar e depois se abrir na lua. Ela foi anexada a um painel solar que coletou a energia para operar todos os sistemas de aterrisagem lunar.


A Surveyor foi lançado em 31 de maio de 1966, e Norwood, que então havia se mudado para o que viria a ser a divisão de sistemas espaciais, lembra de estar em Hughes e assistir as telas com um ‘subfeed’ mostrando o centro de comando no Jet Propulsion Lab (JPL) quando chegou a lua em 2 de junho. Um grande grito ecoou quando a equipe do JPL confirmou - graças ao equipamento de comunicação que Norwood e sua equipe haviam projetado - que a Surveyor havia pousado intacto. Quando os sinais que a Surveyor enviou de volta pelo transmissor de Norwood foram decodificados em dados e imagens, a NASA foi capaz de confirmar que o local seria duro e nivelado o suficiente para uma nave tripulada pousar.


Preparando-se para o close-up da Terra


Poucos meses após o lançamento da Surveyor, Norwood começou a pensar em um projeto que não tinha nada a ver com armamento ou exploração espacial - um que não envolveria o manuseio de dados classificados. “Não é divertido entrar em uma chamada câmara negra, onde você tem que colocar seu trabalho em um cofre toda vez que sai da sala”, diz ela.


Ela sabia que a NASA e o US Geological Survey estavam falando sobre a construção de um satélite para observar a Terra e monitorar seus recursos naturais. “Com um satélite, você pode chegar ao topo das montanhas e a todos os lugares que os geólogos gostariam de conhecer e dos quais não possuíam dados”, diz ela. A NASA estava planejando equipar o satélite com câmeras de vidicon de feixe de retorno (RBV) - câmeras de televisão semelhantes às usadas para as missões lunares. A ideia era capturar imagens analógicas congeladas da Terra usando três RBVs com filtros diferentes para registar as faixas verde, vermelho e infravermelho do espectro eletromagnético.


Mas Norwood achava que um scanner multiespectral (MSS) poderia ser mais útil. Esse scanner seria capaz de capturar a luz visível e invisível e classificá-la em mais do que apenas três bandas espectrais, criando um tesouro de informações. Uma banda, por exemplo, permitiria o estudo da qualidade da água; outra revelaria o vigor das colheitas; uma terceira poderia mostrar a absorção da clorofila; outras poderiam ser utilizadas para determinar a umidade do solo ou a densidade da neve acumulada.


De fato, agrônomos já vinham enviando espectrômetros em aviões para coletar esses dados em uma amostragem de campo. Mas um scanner de satélite coletaria imagens em uma base contínua, permitindo que os agrônomos monitorassem precisamente quantos hectares de plantações específicas estavam crescendo, potencialmente em qualquer lugar do mundo. Os arboristas poderiam detectar os primeiros sinais de doenças e de pragas nas árvores e agir antes que se espalhem. Aqueles que administram represas e bacias hidrográficas teriam alimentação regular de dados sobre a umidade do solo e sobre inundações. Os gerentes do censo poderiam rastrear a rapidez com que as terras selvagens e agrícolas se urbanizavam, e os economistas poderiam avaliar a prosperidade econômica relativa dos bairros comparando a extensão de seus espaços verdes.


Além do mais, o scanner seria digital. Seus detectores capturariam pixels individuais, cada um representando uma área aproximadamente do tamanho de um campo de futebol. Esses pixels seriam unidos para formar linhas de dados que poderiam então ser compilados para formar imagens linha por linha. As imagens digitais podem ser analisadas com computadores e os dados de diferentes bandas espectrais podem ser comparados - oferecendo muito mais precisão do que a análise visual de imagens analógicas. E essa capacidade de analisar dados espectrais tornou possível identificar o material que está sendo imageado. Por exemplo, campos de trigo e de milho teriam a mesma aparência a partir do espaço, mas poderiam ser diferenciados por suas assinaturas espectrais únicas. Os possíveis usos de um scanner multiespectral pareciam infinitos.



Norwood e o Secretário do Trabalho, James Hodgson, discutem como funciona scanner multiespectral do Landsat em uma conferência em 1972. CORTESIA DE VIRGINIA NORWOOD.

Norwood apresentou sua ideia para o alto escalão da Hughes e recebeu US$ 100.000 para desenvolver um protótipo para mostrar a NASA.


Ela se reuniu com usuários em potencial para descobrir de que tipo de dados eles precisavam e se concentrou nas seis bandas espectrais que seriam mais úteis. Em seguida, ela começou a projetar um sistema que pudesse obter imagens dessas bandas com eficiência e retransmitir os dados de volta para a Terra.


A NASA determinou que o satélite orbitaria em torno dos polos a uma altura de 926 quilômetros. Enquanto viajava de norte a sul, enquanto o planeta girava abaixo dele, o scanner de Norwood precisaria registrar a luz refletida em uma faixa diagonal da Terra com 185 quilômetros de largura. A cada órbita, a Terra teria girado e uma nova faixa de 185 quilômetros seria alinhada para a digitalização. Ao longo de 18 dias, todo o planeta poderia ser escaneado - e então todo o processo se repetiria. O scanner estaria sempre na mesma relação com o sol em cada latitude, de modo que a iluminação seria consistente quando as faixas fossem colocadas juntas.


Norwood percebeu desde o início que o scanner não poderia suportar o desgaste de se mover para frente e para trás para capturar a largura da faixa. Então ela teve a idéia de usar um espelho que girasse para frente e para trás para refletir a luz nele. A luz que entra seria filtrada nas seis bandas espectrais e, em seguida, direcionada para detectores separados para cada banda. Para acompanhar a velocidade da órbita, o scanner precisaria capturar seis linhas por vez, então cada banda espectral precisava de seis sensores. Os dados do sensor seriam digitalizados e enviados para estações receptoras na Terra, onde poderiam ser decodificados em imagens para cada banda espectral ou combinados conforme necessário para criar imagens compostas.


Norwood foi inflexível quanto ao fato de o fluxo de dados ser digital. A NASA tinha sérias reservas, duvidando que os dados MSS de seis bits pudessem produzir imagens de alta qualidade. Mas ela sabia que um sinal analógico contínuo seria difícil de processar com precisão. Tornar-se digital tornaria possível calibrar os níveis de fótons de cada sensor com muita precisão. “E você quer que seja preciso”, ela diz: do contrário, “você fica com uma sujeira na forma de listras” quando os dados são reconstruídos em imagens. Então, ela trabalhou com um colega de micro-ondas na Hughes para descobrir a melhor forma de digitalizar os dados do sensor. Conforme o MSS fazia imagens dos EUA, os dados seriam retransmitidos para as estações terrestres dos EUA em tempo real; imagens do resto do mundo seriam armazenadas em fitas de vídeo até que pudessem ser transmitidas às estações dos Estados Unidos (Mais tarde, estações terrestres seriam estabelecidas em todo o mundo).


No final das contas, oficiais da NASA diriam a ela mais tarde, que os dados MSS seriam os primeiros dados transmitidos digitalmente do espaço. E estabeleceria o padrão para o futuro sensoriamento remoto quantitativo.


Para criar a configuração do espelho giratório, Norwood chamou Web Howe, um “inventor residente” da Hughes. Howe voltou com um design engenhoso aproveitando a baixa gravidade do espaço; o espelho giratório balançava para frente e para trás conforme suas bordas batiam em para-choques de cada lado. Sem forças externas no espelho - no espaço, ele não teria peso e não encontraria resistência do ar - a inércia manteria o espelho batendo para frente e para trás entre os para-choques a uma taxa constante de mais de 13 vezes por segundo. Cada vez que balançava para um lado, os sensores capturavam da luz refletida outras seis linhas de dados para cada banda espectral, acompanhando o ritmo do satélite enquanto ele viajava para o sul. E cada vez que o espelho balançava para trás, ele capturava a luz de uma lâmpada de calibração.


Norwood entendeu o brilhantismo do projeto de Howe, mas ela teve que convencer muitos opositores de que funcionaria. “O pessoal de Hughes era principalmente da área de eletrônicos”, diz ela. “E eles estremeceram com a idéia deste espelho mecânico”.


Se alguns na Hughes estavam céticos, muitos pesquisadores do US Geological Survey e da NASA estavam convencidos de que o MSS não poderia produzir dados úteis. Eles estavam todos familiarizados com as câmeras de televisão de vídeo usadas nas missões Surveyor e nas primeiras missões da Apollo e acostumados com as imagens analógicas de quadro completo que capturavam. Eles recusaram a ideia de lançar um dispositivo mecânico não testado que digitalizaria linha por linha - e contava com um espelho que batia, além de tudo. O debate sobre qual sistema deveria prevalecer se arrastou por mais de um ano. “Cartógrafos como eu desconfiavam muito do scanner multiespectral, que não podíamos acreditar que tivesse integridade geométrica”, confessaria mais tarde o cartógrafo Alden Colvocoresses do USGS.


“Os únicos que eram realmente céticos que eu encontrei, realmente não entendiam como isso funcionava. Eles sabiam que havia um espelho batendo”, diz Norwood. “Eles achavam que isso era muito rudimentar”. Felizmente, ela acrescenta, ela só precisava convencer sua alta administração - e todos eles eram pessoas muito inteligentes.


Quando a NASA pediu uma redução no tamanho do scanner, peso e requisitos de energia, Norwood e sua equipe reduziram o design de um scanner de seis bandas para um com quatro bandas. O protótipo, que media 89 por 59 por 40 centímetros, tinha um espelho oval de 23 por 33 centímetros (feito de berílio para que pudesse suportar as batidas e não entortasse ou vibrasse) e os polêmicos para-choques que faziam os engenheiros estremecerem. Ele pesava apenas 48 quilos.


Norwood pediu aos pesquisadores que carregassem uma versão em placa de ensaio do scanner na parte de trás de um caminhão. Era “apenas um monte de caixas”, diz ela. “Poderíamos usar todo o peso que quiséssemos”. Eles dirigiram pela Califórnia, escaneando o Half dome, o Yosemite Valley e o horizonte de São Francisco. Tendo trabalhado tanto tempo com as especificações, Norwood não se surpreendeu com a alta qualidade das imagens de teste.



Uma versão de teste do scanner multiespectral de Norwood captou esta imagem em falsa-cor do 'Half Dome' a partir de um caminhão, dois meses antes do lançamento do Landsat. CORTESIA DA NASA.

A NASA encerrou o debate RBV-vs-MSS ao decidir incluir ambos no satélite. Não havia tempo ou dinheiro para transformar o protótipo de Norwood em um produto final refinado, então o protótipo em si foi usado. Como sua filha, Naomi Norwood, diz: “Ninguém esperava que funcionasse, exceto minha mãe e algumas outras pessoas que trabalharam nele”. A maioria das pessoas presumiu que os vidicons seriam de grande valor; o scanner foi considerado experimental. “A pessoa comum não percebe a imagem distorcida que uma câmera de TV produz”, diz Norwood. “Queríamos uma precisão científica”.


Uma estreia deslumbrante


Em 23 de julho de 1972, Norwood sentou-se com seu marido e seu filho mais novo nas arquibancadas da Base Aérea de Vandenberg, na Califórnia, enquanto o Satélite de Tecnologia de Recursos Terrestres (que mais tarde seria renomeado para Landsat 1) era lançado com seu protótipo MSS a bordo. “Nunca tinha visto pessoalmente um foguete ser lançado”, disse ela. “Então, isso foi emocionante”.


Dois dias depois, os pesquisadores se reuniram no Goddard Space Center da NASA para ver os primeiros dados MSS traduzidos em imagens. Quando cenas de nuvens deram lugar a imagens onduladas do solo, um técnico reclamou do “terrível” padrão de moiré. Mas logo eles perceberam que a imagem era das montanhas Ouachita em Oklahoma, as linhas onduladas representavam com precisão as dobras da cordilheira. Um geólogo derramou lágrimas. “Eu estava tão errado sobre isso”, admitiu outro, que era um cético do MSS. “Eu não estava somente equivocado. Eu estava totalmente equivocado”.


Onze dias após o lançamento, uma grande oscilação de energia no satélite derrubou um dos dois gravadores de vídeo que armazenava as imagens RBV e os dados MSS coletados enquanto o satélite estava fora do alcance das estações terrestres americanas. Três dias depois, uma segunda onda de energia ligada aos RBVs balançou o satélite, fazendo-o apontar para longe da Terra, ameaçando a missão. O satélite se endireitou depois que os RBVs foram desligados e os engenheiros decidiram silenciosamente deixa-los desligados para sempre. Os dados que o MSS de Norwood estava enviando de volta para a Terra - digitalmente - estavam produzindo imagens incrivelmente mais claras e nítidas.


“Eu ia a reuniões e as pessoas ficavam eufóricas porque haviam descoberto outro uso para os dados”, diz ela. E não apenas cientistas: durante anos, qualquer pessoa no mundo poderia comprar uma imagem Landsat de qualquer lugar da Terra por apenas US$ 1,25. O acesso às imagens e os preços mudaram ao longo das décadas - mas, em 2009, todas as imagens Landsat tornaram-se disponíveis gratuitamente.



A imagem Landsat do Monte St. Helens após sua erupção de 1980. E Norwood, 94 anos, faz uma contagem diária das espécies de aves. MICHELLE GROSKOPF (NORWOOD); USGS/NASA LANDSAT.

Norwood esteve envolvida nas próximas quatro versões do Landsat, lançado em 1975, 1978, 1982 e 1984; Os Landsats 4 e 5 foram lançados não apenas com as versões de seu MSS de quatro bandas, mas também com seu design original (Chamado de “thematic mapper”, ele escaneou seis bandas espectrais, como ela havia imaginado inicialmente, mais uma). Em 1977, ela mudou-se para o grupo de sistemas eletro-ópticos em Hughes, onde atuou como cientista sênior e depois como engenheira de laboratório, trabalhando no projeto de grandes antenas ativas para o espaço e outros projetos governamentais altamente confidenciais.


Ao se aposentar em 1989, Norwood começou a colecionar e restaurar relógios antigos, muitas vezes usinando suas próprias peças para fazer o trabalho. Ela continua a se entregar ao entusiasmo de toda a sua vida por carros esportivos (embora sua carteira tenha vencido durante a pandemia, ela diz que seu Mazda Miata de seis marchas azul prateado dirige melhor do que seus antigos Jaguars, MGs e Alfas) e se tornou uma observadora entusiasta de pássaros, enviando um e-mail para sua filha todas as manhãs com a contagem diária de espécies em seu quintal (uma vez ela contou 18).


Enquanto isso, o programa de scanner do Landsat que ela criou está de olho no mundo desde 1972. Os scanners continuaram a evoluir ao longo dos anos, e o Landsat 8, lançado em 2013, apresenta o design “push-broom” que ela originalmente queria construir. Seus detectores estão dispostos ao longo da faixa que está sendo visualizada, amostrando cada linha conforme o satélite se move em sua órbita, sem a necessidade do espelho. “Aquele design teria sido minha primeira escolha”, diz ela. “Na verdade, eu configurei um. Mas nós não tínhamos os sensores - isso exige milhares de sensores sem interrupções”. O lançamento do Landsat 9 está programado para setembro de 2021.


O impacto do Landsat foi muito maior do que qualquer um poderia ter imaginado em 1972. Além de desempenhar um papel fundamental no início da era da imagem digital, seus scanners registraram o quase desaparecimento do Mar de Aral entre o Cazaquistão e o Uzbequistão, um lago que foi o quarto maior antes de dois de seus rios que o alimentam serem desviados para uso agrícola. As imagens do Landsat dos incêndios no Parque Yellowstone em 1988 aumentaram muito nosso conhecimento da ciência do fogo. Ele também documentou coisas como o recuo das geleiras, o impressionante crescimento de Pequim e a erupção do Monte Santa Helena em 1980.


Norwood, que ganhou um prêmio pelo conjunto de sua obra da Sociedade Americana de fotogrametria e Sensoriamento Remoto este ano, está especialmente satisfeita que o Landsat foi capaz de imagear partes do mundo que nunca haviam sido capturadas antes. Mas sua imagem favorita do Landsat tem um significado mais pessoal. “Gosto daquela que tem a minha casa”, diz ela. Capturada pelo Landsat original em uma de suas primeiras passagens por Los Angeles em 1972, agora está pendurado em um corredor de sua casa. Ela apresenta uma imagem nítida de Los Angeles e um pedaço do Pacífico, sua própria pequena casa escondida entre os contornos da montanha de Santa Monica.

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Fonte: https://www.technologyreview.com/2021/06/29/1025732/the-woman-who-brought-us-the-world/


Publicado na página Curiosidades Cartográficas do Facebook em: https://www.facebook.com/curiosidadescartograficas/posts/1667862483407279

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