Development and performance evaluation of an optical system applied to orbital remote sensing

Este trabalho tem como objetivo apresentar o sistema óptico desenvolvido para a câmera WFI (Wide Field Imaging Camera) que integrará os satélites CBERS 3 e 4 (China Brazil Earth Resources Satellite). O Brasil é responsável por duas das câmeras dos satélites CBERS 3 e 4, a WFI e a MUX (Multispectral Camera). Estas câmeras são destinadas a sensoriamento remoto orbital da Terra. É a primeira vez que câmeras destinadas a este tipo de aplicação são inteiramente desenvolvidas e construídas no país. Devido ao alto nível de vibração durante o vôo, à exposição a vácuo e a radiação espacial durante o período de vida útil em órbita, o desenvolvimento desta câmera exige um cuidadoso processo de análise e avaliação do desempenho óptico em terra de modo a garantir seu funcionamento a bordo. Em especial, serão apresentados as análises ópticas realizadas durante a fase de projeto preliminar e os testes ópticos realizados em terra dos requisitos: distância focal, campo de visada - FOV, função de transferência de modulação - MTF, distorção, sensibilidade à polarização, transmitância, sensibilidade à luz espalhada e degradação da transmitância com a radiação espacial. Os resultados obtidos comprovaram que o desempenho do sistema óptico atende os requisitos de projeto.The purpose of this work is to present the optical system developed for the WFI camera (Wide Field Imaging Camera), which will be integrated to the CBERS 3 and 4 satellites (China Brazil Earth Resources Satellite). Brazil is responsible for two cameras of CBERS 3 and 4 satellites, WFI and MUX (Multispectral Camera). These cameras are used for orbital remote sensing of the Earth. It is the first time that cameras for this type of application are being entirely developed and built in our country. Due to the high vibration level during flight, the vacuum and space radiation exposure during the lifetime in orbit, the development of this camera requires a meticulous analysis process and evaluation of optical performance on the ground in order to ensure the effective operation on board. In particular, the optical analyses performed during the preliminary design and optical test requirements performed on ground will be presented, such as: focal length, field of view - FOV, modulation transfer function - MTF, distortion, polarization sensitivity, transmittance, stray light sensitivity and transmittance degradation with space radiation. The results obtained exhibit that the optical system performance satisfies all project requirements