НЦ ОМЗ :: Информация о ДЗЗСтатьи по ДЗЗ :: Версия для печати

Что дают населению космические средства дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) и почему необходимо их создавать

Космические аппараты (КА) ДЗЗ представляют основной источник данных о состоянии окружающей среды. Космические технологии являются идеальным средством глобального, постоянного и надежного мониторинга окружающей среды, включая атмосферу, сушу и океан. Они дают оперативную информацию, используемую в различных социально-экономических сферах: картографировании, решении задач ЧС, гидрологии, лесного и сельского хозяйства, рыбного хозяйства, экологического мониторинга, земельного кадастра.

По данным с КА можно не только определить очаги пожаров, но и оценить состояние леса, определить уровень воды в реке, узнать, как поведет себя река при разливе. И вот эти понятия абсолютно ясны людям, не пытающимся углубиться в космическую технику и в процесс космической съемки. Это дело специалистов. Как и что происходит — должны знать, уметь и понимать они, а населению важен результат.

Данные, получаемые с КА, должны быть доступны, а организации, занимающиеся их использованием, представлять их административным лицам в нужном для них виде, а главное — своевременно. Экономическая самостоятельность регионов и сопряженное с ней повышение ответственности за дальнейшее социально-экономическое развитие приводит руководящих лиц к пониманию дефицита информации. Это вызвано не только недостатком первичной информации (хотя для всех не секрет, что на орбите находится минимальное (даже для среднего закрытия потребностей пользователей) количество КА ДЗЗ), сколько невозможностью сопоставить все объемы разнородных данных, необходимых для решения задач комплексного анализа с учетом переплетения различных процессов: от природных до социально-экономических.

Заполнить эти пробелы помогут геоинформационные системы (ГИС), создаваемые на базе космических, авиационных и наземных данных, позволяющие решать задачи по оценке состояния окружающей среды, прогнозу негативных природных процессов, накоплению и анализу материалов по определенным территориям. Социально-экономические и экологические аспекты принимаемых управленческих решений требуют создания надежной и постоянно действующей системы, создаваемой на базе космических средств ДЗЗ, современных телекоммуникационных технологий.

В области создания средств и данных ДЗЗ происходят постепенные изменения: многие фирмы отказываются от проектирования дорогостоящих многоцелевых систем тяжелых КА и переходят к узкоспециализированным системам на базе малых космических аппаратов (МКА). Наилучшие результаты дают оперативные космические системы ДЗЗ с достаточно высоким разрешением и широкой полосой захвата, включающие как космический сегмент, так и инфраструктуру получения, хранения, передачи и обработки данных.

В условиях повышенного и предметного интереса к мировым, федеральным и региональным задачам существуют проблемы распределения данных, связанные с достаточно низкой оперативностью доставки данных конечному потребителю. Как пример, можно привести опыт КА «Ресурс». Для того чтобы получить космическую информацию, сделав при этом конкретный заказ на съемку, нужно было ждать месяц, а иногда и больше. При этом поздно не только фиксировать очаг возгорания в лесу, но и информация о нанесенном лесу ущербе теряет свою актуальность.

Развитие технологии создания систем сбора и распространения данных, внедрение региональных систем оперативного доступа, обеспечивающих непосредственный прием информации в пунктах тематической обработки, введение в действие современных электронных каталогов, устойчивая и разумная ценовая политика, может решить вопросы создания нового информационного поля, так необходимого для решения многих социально-экономических задач.

Создание системы на базе МКА позволит не только существенно сократить бюджетные расходы на космические программы, но и значительно уменьшить сроки реализации космических программ. Стоимость выведения МКА РН легкого класса в 3-5 раз меньше, чем запуски тяжелых РН. В последние годы для удовлетворения запросов пользователей ведущие космические фирмы мира создают МКА, используя модульный принцип.

Основой конструкции КА является универсальная платформа (например: Leostar (Astrium), Proteus (Alcatel), Flexbus (Astrium) «Ямал» РКК «Энергия», «Яхта» ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и др.), а целевая аппаратура комплектуется различными функциональными модулями. Накопленный научно-технический задел и опыт, приобретенный при создании орбитальных космических станций, их модулей и других изделий, стремление конкурентноспособно выступать на мировом рынке, позволили ГКНПЦ им. М. В. Хруничева приступить к созданию унифицированной космической платформы (УКП) «Яхта», являющейся основой для КА ДЗЗ. Речь идет о принципиально новом поколении КА с улучшенными техническими характеристиками, повышенной «интеллектуальностью» бортовых систем.

В Космическом Центре имени М. В. Хруничева разработана программа ДЗЗ, которая называется"Монитор" и предусматривает создание:
— орбитальной группировки МКА (4 оптико-электронных и 2 радиолокационных), позволяющей получать информацию в реальном масштабе времени;
— Центра Управления Полетами (ЦУП); Наземного Комплекса Приема и Обработки Информации (НКПОИ); Координационно-Аналитического Центра (КАЦ), предназначенного для планирования работы целевой аппаратуры, архивирования, каталогизации и обработки информации, получаемой системой ДЗЗ;
— Систему связи и передачи данных.

*Важными параметрами в оценке эффективности работы КА являются: разрешение, спектральные диапазоны, полосы обзора и захвата, возможность перенацеливания и периодичность наблюдения территории. Чем чаще наблюдается территория и имеется больше информации о происходящих событиях, тем точнее прогноз их развития. Высокую периодичность можно получить, имея на орбите не один КА, а группировку, состоящую из 3-4 КА, оснащенных однотипной съемочной аппаратурой. Поскольку на всех КА системы «Монитор» предусмотрена такая съемочная аппаратуры, то периодичность наблюдения системы — до 1 суток.

Целью программы является оперативное обеспечение природно-ресурсной информацией российских и иностранных пользователей в интересах: экологического мониторинга, контроля ЧС и оценки их последствий, лесного и сельского хозяйства, картографирования, геологического картирования и поиска полезных ископаемых, проектирования и строительства инженерных коммуникаций, гидрологии.

Запуск первого КА системы, экспериментального «Монитор-Э» (с разрешением 8м — панхроматическая съемка и 20м — многозональная съемка) планируется в начале 2003 года РН «Рокот» с космодрома «Плесецк». На КА «Монитор-Э» будет размещена не только аппаратура высокого разрешения — 8м (в России в гражданском секторе на сегодняшний день максимальное разрешение оптико-электронной аппаратуры 32м), но и аппаратура распределенного доступа (20м) с непосредственной передачей информации на малые региональные пункты приема. Основная идея такого решения — оперативное доведение информации до потребителя, обеспечение широкого доступа пользователя к информации. Поскольку не каждый потребитель может позволить себе дорогостоящий приемный комплекс с большими антеннами.

Практически вся территория СНГ, Западной Европы, Ближнего Востока, Средней Азии, Дальнего Востока входит в зону радиовидимости приемных станций, расположенных в России и способных принимать и обрабатывать информацию с КА «Монитор-Э». Со многими из владельцев станций уже заключены соответствующие соглашения.

В настоящее время в ГКНПЦ им. М. В. Хруничева ведутся работы по созданию трех перспективных КА: «Монитор-И №1» с разрешением 3м — панхроматическая съемка и 6м — многозональная съемка, «Монитор-О» с разрешением 1м и «Монитор-Р3» — радиолокационный КА «Х»-диапазона с целью всепогодного и всесезонного зондирования. Это очень важно для России, поскольку в России длительный зимний период и северные территории часто покрыты облаками, а оптические КА такую съемку обеспечить не могут.

Государственные и коммерческие российские организации подтвердили свою заинтересованность в использовании космической информации системы «Монитор» для решения прикладных задач. Создание такой системы вызывает интерес и у зарубежных потребителей. Программа «Монитор» создается за собственные средства ГКНПЦ им. М. В. Хруничева.

После наводнений и пожаров прошедшего лета вопрос необходимости создания и финансирования техники, способной своевременно предоставлять нужную информацию, становится еще острее и приобретает государственное значение. Если учитывать целесообразность межъевропейского обмена информацией — проблема приобретает и межгосударственное значение. В данной ситуации, когда на орбите находится всего 2 российских КА ДЗЗ: «Метеор-3М» (метеорологический и природно-ресурсный КА) и «Аркон» (КА двойного назначения) и Россия занимает всего 2% мирового рынка космической информации, актуальность создания КС «Монитор» очевидна. Космическая система «Монитор» позволит обеспечивать пользователей информацией в реальном масштабе времени, что очень важно для задач ЧС и мониторинга окружающей среды.

Понимая свои обязательства перед российскими Министерствами и ведомствами, Росавиакосмос приобрел у ГКНПЦ им. М. В. Хруничева 20% ресурса КА «Монитор-Э». Средства, уже затраченные на разработку КА, а также необходимые для завершения работ по КА не соизмеримы со средствами, выделенными Росавиакосмосом в счет оплаты этого ресурса. Космический Центр имени М. В. Хруничева пошел на такой компромисс для того, чтобы заплатить своим смежникам и не тормозить работы из-за сложностей с собственным финансированием. Не имея государственной поддержки, ГКНПЦ им. М. В. Хруничева приходится достаточно сложно продолжать начатые работы. Но, тем не менее, создается космическая техника, занимающая достойную позицию на мировом рынке, прежде всего благодаря новым технологиям и конструкторским решениям. Это позволяет Космическому Центру им. М. В. Хруничева принимать участие и в международных проектах.

В 1997 году три промышленные аэрокосмические компании ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, Даймлер Крайслер Аэроспейс (Германия), Матра Маркони Спейс (Франция) (в 2000 году эти компании объединились в одну — Astrium) выступили с инициативой создания общеевропейской службы мониторинга окружающей среды (GES) на основе существующих и перспективных космических средств. Цель GES — создание единого банка данных о состоянии окружающей среды на базе использования информации, полученной с КА, авиационных и наземных средств. Для реализации этой цели был создан консорциум. Проект GES направлен на оперативное использование европейских и российских космических данных, поступающих в реальном масштабе времени с космических средств и предоставление потребителю возможности быстрого доступа к недостающей информации.

Европу и Россию как соседей и партнеров в международных отношениях объединяют взаимные интересы и проблемы мониторинга окружающей среды. ЗЗадачи прогнозирования и предотвращения ЧС, выполнение протокола Киото невозможно решить в пределах одной страны. Это может привести не только к отрицательному воздействию на окружающую среду и население, но и к чрезмерным расходам. Совместное использование перспективных и существующих европейских и российских средств дает уникальную возможность — создать объективную систему мониторинга окружающей среды.

Этот проект был одобрен Росавиакосмосом (Генеральным директором Ю. Н. Коптевым) и Европейской Комиссией (комиссаром г-жой Э. Крессон) еще в 1998 году. Госпожа Крессон, как одна из наиболее продвинутых государственных деятелей, осознала необходимость создания информационной системы, способной собирать, обрабатывать, анализировать и распространять информацию о состоянии окружающей среды и природных ресурсов (наводнения, загрязнения воды и почвы, засухи, исчезновение лесов и т. д.). При этом понимая, что проблемы окружающей среды крайне сложны и значительно превосходят возможности отдельных стран. Они не ограничены государственными границами; инфраструктура, технологии и информация могут использоваться на паритетных началах, не говоря уже о сокращении затрат и совместном развитии стратегически важных технологий.

Консорциумом ГКНПЦ им. М. В. Хруничева — Astrium была проделана большая работа по анализу существующих и перспективных КС ДЗЗ, их соответствию потребностям пользователей, определению приоритетных задач мониторинга окружающей среды с привлечением ведущих Министерств и ведомств, занимающихся вопросами охраны окружающей среды. Предложен облик новой системы с учетом опыта европейской и российской промышленности. Результаты работы были представлены в Европейскую Комиссию. В Европейской Комиссии несмотря на поддержку госпожи Крессон и объединенного исследовательского центра (JRC) проект не прошел. Позднее, в 1999 году в Бавено появилась «чисто европейская инициатива GMES» (Глобальный мониторинг окружающей среды и безопасности), идеи которой практически полностью совпадают с идеями GES.

Инициатива GMES имеет своей целью координацию исследования окружающей среды космическими средствами для контроля глобальных изменений, «нагрузки» на окружающую среду и природных катастроф, а также разработки действий по сокращению губительных последствий данных явлений. В соответствии с соглашением о партнерстве и сотрудничестве между Европой и Россией, приоритетными направлениями в области космоса выбраны навигация (проект Галилео) и ДЗЗ (проект GMES). Поскольку проект Галилео из совместного стал уже чисто европейским, вызывает сомнения и то, что при всех преимуществах объединения усилий в области ДЗЗ проект GMES будет продолжен с участием России. Опыт ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и компании Astrium может остаться частным опытом общения промышленных фирм. Но, несмотря на это, промышленность продолжает работу.

ГКНПЦ им. М. В. Хруничева — Astrium с участием других предприятий космической промышленности, государственных и научных организаций Европы и России в 2001 году подготовили предложения в Европейскую Комиссию о возможном участии в GMES. Все подготовленные предложения были профинансированы из собственных средств ГКНПЦ им. М. В. Хруничева и Astrium. Для демонстрации преимуществ европейско-российского союза и конкретных шагов были представлены 2 проекта: «Европейская сеть контроля наводнений» и «Рациональное использование лесов». Как показала действительность, оба проекта как нельзя актуальны, учитывая события августа и сентября. Остается только сожалеть о том, что новый состав ЕК год назад отнесся к этой работе не с должным пониманием. Думаю, что происшедшие ЧС заставят задуматься об этом. За истекший год могли быть получены нужные и полезные результаты, применимые в сложных ситуациях прошедших месяцев.

Механизм принятия России в европейские программы и при этом частичного финансирования не определен (исключение составляет лишь ТАСИС). При этом очевидно, что задачи реализации таких масштабных проектов как Галилео и GMES требуют усовершенствования, а в ряде случаев — создания новых принципов сотрудничества Евросоюза и России. Росавиакосмос, МИД России, со своей стороны, уже предпринимают определенные шаги в этом направлении. Однако проблема столь масштабна, что очевидна необходимость её обсуждения на политическом уровне. Торгово-экономические связи стран Евросоюза и России расширяются. Инициативы России всё чаще находят европейское понимание и поддержку. Но часто деловые предложения и инициативы тонут в бюрократических коридорах, на столах людей, не уполномоченных принимать решения, и для обсуждения важных задач межгосударственного сотрудничества необходима личная встреча Президентов России, Германии, Франции.

Источник: http://www.gisa.ru


URL документа: http://www.ntsomz.ru/dzz_info/articles_dzz/dzz
Copyright © НЦ ОМЗ