Космічні засоби для моніторингу землі
Космічні засоби для моніторингу Землі Г. М. ЧЕРНЯВСЬКИЙ, член-кореспондент РАН Науковий центр космічних інформаційних систем і технологій спостереження, Київ
У статті обговорюються деякі аспекти організації та здійснення моніторингу навколишнього середовища за допомогою космічних засобів дистанційного зондування Землі. ЗАВДАННЯ ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ
Дистанційне зондування Землі з космосу (ДЗЗ) надає унікальну можливість отримувати цінну інформацію про земні об'єкти і явища в глобальному масштабі з високим просторовим і тимчасовим дозволом. Космічна зйомка поверхні Землі визначає фізичні, хімічні, біологічні, геометричні параметри об'єктів спостереження в різних середовищах Землі, як правило, використовуючи функціональну залежність між інструментальної здатністю космічної техніки і шуканими параметрами. Спектральний діапазон бортових вимірювачів вибирається при їх розробці в залежності від випромінювальної здатності об'єктів спостереження.
Модель супутникової системи моніторингу навколишнього середовища.
Ефективність супутникової системи моніторингу навколишнього середовища досягається при комплексному застосуванні перспективних космічних і нових інформаційних технологій. Такі технології є потужний методологічний арсенал синтезу супутникових систем і вельми продуктивні на всіх фазах створення і функціонування супутникової системи моніторингу: проектування, виготовлення, використання за цільовим призначенням і модернізація. Вони лежать також в основі процесу діагностики наземних об'єктів з космосу. Науково-технічна підтримка супутникової системи моніторингу навколишнього середовища представляє інтеграційний процес, який включає отримання наукових знань про Землю, розробку інформаційних та космічних технологій на етапі дослідження і проектування системи, створення моделей і демонстраційні випробування на етапі створення системи, діагностику об'єктів і явищ в процесі функціонування системи. ЗАСОБИ МОНІТОРИНГУ
Спостереження Землі з космосу почалося в 1960-і рр. з американських і радянських метеорологічних супутників серії "Tiros", "ESSA", "Nimbus", "ITOS", "Метеор". За наступні десятиліття інформаційні можливості і цільове використання космічних апаратів ДЗЗ значно розширилися. На зміну метеорологічним ШСЗ прийшли супутникові системи, призначені для моніторингу навколишнього середовища і дослідження динаміки планетарних процесів, спільно з системами вивчення природних ресурсів Землі, такими як "Landsat" (США, запускаються з 1972 р), "SPOT" (Франція, запускаються з 1986 г.) і "Ресурс" (РФ, запускаються з 1988 р), і місіями дослідних космічних апаратів.
Провідну роль тут відіграють США. Що знаходиться під егідою NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration - Національне управління по океанах і атмосфері) супутникова метеорологічна система на полярних орбітах "NOAA" (запускаються з 1970 р) і геостаціонарні "GOES" (запускаються з 1975 р), а також належить міністерству оборони США супутникова система DMSP (Defense Meteorological Satellite Project - Оборонний проект супутникової метеорології; запускаються з 1966 р) - єдині в світовій практиці експлуатаційні системи моніторингу навколишнього середовища.
(Японія). Малюнки NASA, CSA і NASDA.
Космічні апарати, що входять в супутникові системи глобального моніторингу Землі: 1 - "Landsat" (США), 2 - "Terra" (США), 3 - "Aqua" (США), 4 - "Radarsat" (Канада), 5 - " ADEOS "(Японія). Малюнки NASA, CSA і NASDA.
10-річний прогноз клімату;
15-20-місячний прогноз явища Ель-Ніньо;
12-місячний прогноз випадання дощів в регіональному масштабі;
60-денний прогноз виверження вулканів;
10-14-добовий прогноз погоди;
5-денний прогноз маршрутів ураганів з точністю 30 км;
1-5-річний експериментальний прогноз землетрусів.
У нашій країні, незважаючи на її складне економічне становище і наростаюче відставання космічної діяльності від інших країн, відповідно до Федеральної космічної програми проводяться роботи з дистанційного зондування з космосу. Декларуються наступні напрямки:
- розширення знань про Землю;
- моніторинг навколишнього середовища і контроль надзвичайних ситуацій;
- підвищення ефективності промислового сировинного секторів, транспорту, енергетики та ін.
українські супутники дистанційного зондування Землі і метеорологічних спостережень: 1 - "Ресурс-О1", 2 - "Океан-О 1", 3 - "Метеор-3М", 4 - "Січ-1М". Малюнки.
Для забезпечення доступу до матеріалів ДЗЗ, а також стимулювання їх використання на терріторііУкаіни і ближнього зарубіжжя розгорнуті наземні мережі станцій прийому та обробки даних з КА "Метеор-3М", "Terra" і "ERS-2", включаючи приймальні центри Федерального космічного агентства ( Відрадне, Московська обл.), Росгідромету (Обнінськ і Долгопрудний Московської обл. Одеса), і малих станцій, що функціонують в інтересах МНС, Мінприроди, Роскартографії і регіональних споживачів.
Наукова апаратура для дистанційного зондування з космосу: а) прилад діагностики атмосфери і океану МТВ3А, встановлений на українському КА "Метеор-3М" № 1; б) зондує оптико-мікрохвильовий сканер МТВ3А-ОК, яким планується оснастити перспективний український мікросупутник "Канопус-Вулкан" для моніторингу планети. Фото ЦКН.
централізований - проведення прийому, обробки та архівації в наземних центрах Федерального космічного агентства і ідентифікація космічних даних користувачами;
територіально-розподілений - проведення прийому, обробки, ідентифікації та архівації космічних даних у відомчих і регіональних мережах наземних станцій.
При цьому, як нам представляється, необхідно вирішити такі завдання:
- виконання робіт, передбачених Федеральної космічної програми як в частині космічного сегмента, так і по наземних комплексів прийому інформації (міжвідомча плутанина і відсутність належної координації з боку Федерального космічного агентства заважають ефективній роботі і модернізації наземного комплексу);
- організація регулярного виробництва і поширення значного обсягу даних космічних зйомок;
- розробка і впровадження в практику моніторингу прогресивних технологій спостереження, оцінки і прогнозу;
- системна інтеграція космічної системи ДЗЗ і систем оцінки стану і прогнозу екологічної обстановки.