Как российские спутники с инфракрасными приборами найдут очаги возгорания
"Российские космические системы" (РКС) планируют создать орбитальную спутниковую группировку для обнаружения лесных пожаров. Об этом "Известиям" рассказали в компании. Такая группировка позволит оперативно — всего за два часа — находить очаги возгорания и отслеживать распространение огня в любой точке страны. Она, в частности, могла бы помочь жителям Приморья, которые страдают от непрекращающихся лесных пожаров с начала года. Новый комплекс, состоящий из трех спутников, также будет способен оценивать ледовую обстановку на Севморпути, получать информацию о состоянии сельхозполей и помогать геологам в поисках месторождений полезных ископаемых.
"Канопус-В" — российский спутник дистанционного зондирования Земли
Источник изображения: Фото: commons.wikimedia.org/El Salvador
Быстрее "птицы"
По данным Рослесхоза, в 2018 году в России произошло около 10 тыс. лесных пожаров, суммарная площадь которых составила 3,2 млн га. Сейчас для обнаружения огня используются данные зарубежных спутников слежения за земной поверхностью. Однако эти аппараты не рассчитаны на мониторинг больших территорий, что ограничивает возможности системы предупреждения об опасных природных явлениях. Решением проблемы должно стать создание в России собственной спутниковой системы, один из элементов которой (аппарат "Канопус-В-ИК") уже находится на орбите.
— На борту спутника установлен инфракрасный радиометр МСУ-ИК-СРМ (многоканальный радиометр среднего и дальнего инфракрасных диапазонов. — "Известия"), который необходим для наблюдения за поверхностью Земли в тепловом диапазоне, — рассказал главный конструктор многоканальных сканирующих устройств РКС Юрий Гектин. — Его главное отличие от зарубежных аналогов, в частности немецкой системы FireBIRD, — большая полоса обзора шириной 2 тыс. км, которая позволяет провести оценку всей территории России всего за пять-шесть витков вокруг планеты. При этом нам удалось добиться высокой разрешающей способности и чувствительности прибора, благодаря которой можно различать совсем небольшие очаги возгорания площадью всего 5 кв. м.
"Зеркалка" в космосе
Прийти к таким результатам ученым позволило использование многоэлементных приемников инфракрасного сигнала. Каждый из них настроен на собственный спектральный диапазон, который формируется с помощью специальной оптики. Однако сделать оптику, которая может качественно наблюдать за Землей во всех режимах и углах обзора, затруднительно. Поэтому разработчики расширили возможности системы, оснастив ее камеры сканирующими зеркалами, способными подстраиваться под условия съемки. По словам разработчиков, современные радиометры позволят наблюдать фронты пожаров, определять их площадь, а также отслеживать скорость и направление распространения огня.
"Канопус-В" на выставке МАКС
Источник изображения: Фото: commons.wikimedia.org/Vitaly V. Kuzmin
В будущем госкорпорация "Роскосмос" планирует запустить на орбиту еще два аппарата с радиометрами ("Канопус-7" и "Канопус-8"), рассказали "Известиям" в РКС. Они будут действовать в единой системе со спутником, уже находящимся на орбите. Их совместная работа, по словам специалистов, позволит уменьшить время наблюдения за территорией России до двух часов.
Также ученые планируют создать специальное программное обеспечение для обработки данных, поступающих с космических аппаратов. По их словам, это должно автоматизировать и максимально ускорить получение предупреждений об опасных ситуациях.
Новые данные
В настоящее время именно благодаря спутниковым снимкам в основном находят пожары. Однако этот метод не может использоваться при сильной облачности или задымлении, поэтому его функции должны дублировать другие способы слежения.
Сегодня в России применяются три метода мониторинга лесопожарной обстановки: наземный, авиационный и космический. В рамках последнего специалисты используют информационную систему "ИСДМ-Рослесхоз" — она обрабатывает данные, поступающие как с зарубежных, так и с российских спутников, оснащенных тепловыми датчиками (в частности, к ним относится "Канопус-B-ИК"), рассказал "Известиям" начальник Федеральной диспетчерской службы Рослесхоза Николай Кривошеев.
— Запуски новых российских спутников с улучшенными инфракрасными камерами должны повысить оперативность обнаружения лесных пожаров благодаря появлению дополнительной информации, — считает эксперт.
В пресс-службе МЧС подтвердили информацию о том, что сейчас в России активно используется система космического мониторинга чрезвычайных ситуаций. Собранная с ее помощью информация доводится до территориальных подразделений МЧС в течение часа, что позволяет заранее принимать меры по защите населенных пунктов и стратегически важных объектов от лесных пожаров.
Фото: РИА Новости/Евгений Биятов
— Полная съемка территории страны сейчас осуществляется четыре раза в сутки. Для этого используются зарубежные гидрометеорологические спутники (с относительно низким разрешением — около 250 м) и российские аппараты с высоким разрешением (от 0,8 до 10 м), которые позволяют проводить детальную оценку обстановки, — добавили в пресс-службе ведомства. — Если же говорить о создании новых спутников, то специалисты МЧС активно участвуют в этой работе, внося свои предложения относительно применяемых технологий.
На современных приборах со средним и высоким пространственным разрешением часто отсутствует аппаратура для съемки в среднем инфракрасном диапазоне спектра, а на тех системах, где она есть (Landsat-5 / TM, Landsat-7 / ETM, Terra/ASTER), не используется очень важный для выявления очагов лесного пожара диапазон 3,5–4 мкм, уточнил заведующий лабораторией инновационных технологий в лесном комплексе Сыктывкарского лесного института Александр Трифонов. Именно поэтому до 2017 года незаменимыми оставались данные американского сенсора MODIS (который способен снимать в необходимом диапазоне). И это несмотря на такие его недостатки, как низкая детализация съемки и присутствие искажений на снимках.
— Если же говорить о спутнике "Канопус-В-ИК", то его появление существенно изменило ситуацию, позволив проводить наблюдения в необходимом нам диапазоне инфракрасного излучения при высоком пространственном разрешении, — добавил эксперт.
Зимний вариант
Сейчас пожары бушуют в Приморском крае. Местные жители страдают от них с начала года — на данный момент в регионе зафиксировано 136 возгораний, в 11 районах введен особый противопожарный режим. Новый комплекс помог бы быстро фиксировать начальное возгорание, что позволило бы купировать распространение огня.
Впрочем, возможности нового космического комплекса не ограничатся мониторингом лесных пожаров и позволят получать информацию о множестве других природных процессов, которые можно отследить с помощью инфракрасных датчиков.
Фото: РИА Новости/Павел Львов
— Лесные пожары в России — это всё же сезонное явление. Как только их время проходит, на Крайнем Севере начинается полярная ночь, во время которой спутниковая система способна успешно решать задачи по оперативному информированию судов о ледовой обстановке на Севморпути, — рассказал Юрий Гектин.
Кроме того, информация со спутников может использоваться для поиска полезных ископаемых (в частности, нефти), мониторинга распространения наводнений и половодий, оценки состояния сельхозполей и решения некоторых других задач.
Александр Буланов
