Аддзел аэракасмічных даследаванняў НДІ прыкладных фізічных праблем імя А.Н.Сеўчанкі Белдзяржуніверсітэта даўно і плённа вядзе распрацоўку сістэм дыстанцыйнага зандзіравання Зямлі. Сёння на Міжнароднай касмічнай станцыі паспяхова працуюць тры беларускія апараты: фотаспектральная сістэма — ФСС (лятае з 2010 года), відэаспектральная сістэма — ВСС (лятае са снежня 2014 года), і яшчэ адзін блок датчыкаў усталяваны на знешнім баку МКС (з 2011 года). А нядаўна беларускія навукоўцы атрымалі заказ на стварэнне сістэмы арыентацыі відэаспектральнай апаратуры (САВА). Плануецца, што яна адправіцца ў космас ужо ў наступным годзе.
Загадчык аддзела аэракасмічных даследаванняў НДІ прыкладных фізічных праблем БДУ, доктар фізіка-матэматычных навук, прафесар Барыс Іларыёнавіч Бяляеў расказаў, што яго калектыў мае шматгадовы вопыт па стварэнні сістэм дыстанцыйнага зандзіравання Зямлі. У свой час ён абсталёўваў апаратурай і метадамі дыягностыкі выпраменьванняў арбітальны комплекс “Мір”, самалёты-зандзіроўшчыкі ТУ-134 і ТУ-154 навукова-даследчага выпрабавальнага цэнтра падрыхтоўкі касманаўтаў імя Ю.А.Гагарына і ЯК-40 НВА імя С.А.Лавачкіна, верталёты-зандзіроўшчыкі іншых арганізацый.
Сёння аддзел аэракасмічных даследаванняў цесна ўзаемадзейнічае з Інстытутам геаграфіі Расійскай акадэміі навук, Інстытутам зямнога магнетызму, іанасферы і распаўсюджвання радыёхваль імя М.В.Пушкова (ІЗМІРАН), ракетна-касмічнай карпарацыяй “Энергія” імя С.П.Каралёва і іншымі аналагічнымі арганізацыямі. Гэта дазваляе беларускім вучоным браць удзел у вельмі цікавых навуковых праектах і мець непасрэднае дачыненне да касмічных даследаванняў.
Напрыклад, згаданы вышэй блок датчыкаў, усталяваны на знешнім модулі расійскага сегмента МКС, распрацоўваўся ў рамках эксперымента “Маланка — гама” па даследаванні навальнічнай актыўнасці. Ужо на працягу шэрага гадоў ён паспяхова працуе ў экстрэмальных умовах адкрытага космасу і дапамагае ў прагназаванні землетрасенняў, цунамі і іншых стыхій.
Фота- і відэаспектральная сістэмы працуюць на расійскім сегменце МКС у рамках праграмы “Ураган”. З іх дапамогай касманаўты могуць весці пакадравую здымку, дзе кожны кадр выявы суправаджаецца рэгістрацыяй спадарожных спектраў. Адметна, што класіфікацыя аб’ектаў зямной паверхні можа весціся з выкарыстаннем вялікай колькасці (некалькіх соцень) спектраў.
— Атрыманыя касмічныя даныя выкарыстоўваюцца для выканання розных навукова-даследчых і практычных работ, напрыклад, для вывучэння вулканічнай актыўнасці, апоўзняў, абвалаў, лавін, зрухаў леднікоў, лясных пажараў, пылавых бур, — паведаміў Барыс Бяляеў. — Яны дапамагаюць прагназаваць змяненні клімату і ўвогуле навакольнага асяроддзя, дынаміку разліваў, ажыццяўляць маніторынг забруджвання гарадоў і водных паверхняў. Усё гэта неабходна для прагназавання і папярэджання наступстваў глабальных катастроф.
Вядома, напрыклад, што тэрыторыя вакол колішняга Аральскага мора вельмі засоленая, і вятры разносяць часцінкі солі на сотні і нават тысячы кіламетраў навокал. Візуальна можна вызначыць толькі факт распаўсюджвання саляных шлейфаў, а спектральныя здымкі паказваюць канцэнтрацыю часціц і іх размеркаванне па памеры (цяжкія часціцы выпадуць блізка, а лёгкія распаўсюджваюцца на больш далёкія адлегласці). Гэтая інфармацыя вельмі карысная для эколагаў, бо дапамагае ім у выпрацоўцы рашэнняў па мінімізацыі катастрофы Аральскага мора.
Адпаведная методыка выкарыстоўваецца і для патрэб сельскай гаспадаркі. Напрыклад, візуальна фітапаталогію раслін можна заўважыць, калі пашкоджанне складае 30—40%, а па спектры адлюстравання гэта можна выявіць значна раней, што дазволіць своечасова прыняць меры і захаваць ураджай.
Тое ж тычыцца і праблем, звязаных з лесам. Так, дзякуючы спектральнаму аналізу, можна хутка лакалізаваць і абясшкодзіць караеда-тыпографа, які знішчае яловыя лясы. Таксама прыборы з арбіты здольны дапамагчы ў барацьбе з ляснымі і тарфянымі пажарамі. Ведаючы дакладныя каардынаты і напрамак распаўсюджання пажару, можна справіцца са стыхіяй хутчэй і з меншымі стратамі. І падобных прыкладаў прымянення фота- і відэаспектральных сістэм, распрацаваных беларускімі навукоўцамі, вельмі шмат.
Сёння ў аддзеле аэракасмічных даследаванняў НДІ прыкладных фізічных праблем БДУ стварылі ўжо новую сістэму — САВА (сістэма арыентацыі відэаспектральнай апаратуры). Яна дазволіць ажыццяўляць аўтаматычнае навядзенне навуковых прыбораў на доследныя аб’екты.
— Ёсць сістэма разліку параметраў арбіты МКС, — тлумачыць Барыс Бяляеў, — і заўсёды можна сказаць, дзе станцыя лятала раней і дзе яна будзе пралятаць праз пэўны час. Напрыклад, стаіць задача зняць вывяржэнне вулкана, палічыць аб’ёмы часціц, якія ён выкідвае на паверхню, і г.д. Сістэма, зыходзячы з параметраў арбіты станцыі, паказвае час, калі тая будзе пралятаць над згаданым вулканам. Але ў гэты час касманаўт можа спаць ці ў яго запланаваны іншыя эксперыменты. Тады ён можа ўвесці ў САВА адпаведныя даныя (што і ў які момант часу здымаць), і сістэма сама ўключыцца пры падлёце да аб’екта, аўтаматычна зробіць неабходныя здымкі, перадасць іх, калі трэба, на Зямлю, і выключыцца, калі аб’ект знікне з поля зроку.
Плануецца, што САВА адправіцца на Міжнародную касмічную станцыю ўжо ў 2018 годзе.
— Касманаўты нават крыўдзяцца на нас, што мы пазбаўляем іх работы, — гаворыць Барыс Бяляеў. — Зараз яны самі шукаюць аб’екты для здымак і наводзяць апаратуру ўручную (гэта завецца фотапаляваннем). САВА (ужо зараз вядома, што яна будзе мацавацца на дзявяты, кварцавы, ілюмінатар станцыі) у многім заменіць касманаўтаў. Вялікі агляд (плюс-мінус 30 градусаў) дазволіць нашай сістэме паляваць на наземныя аб’екты не менш паспяхова, чым касманаўтам, але яна не будзе ведаць стомленасці і мець патрэбы ў адпачынку.
Падчас эксплуатацыі сістэмы дыстанцыйнага зандзіравання Зямлі і іншых апаратаў адбываецца натуральнае адхіленне прыбораў ад зыходных характарыстык. Гэтая праблема актуальная ва ўсім свеце, бо для практычнага выкарыстання касмічных выяў патрабуецца высокая дакладнасць.
Для вырашэння згаданай праблемы вучоныя аддзела аэракасмічных даследаванняў Інстытута прыкладных фізічных праблем імя А.Н.Сеўчанкі БДУ распрацавалі апаратна-праграмны комплекс “Каліброўка”. Ён дазволіць праводзіць каліброўку спадарожнікавых здымачных сістэм, а таксама выпрабаванні і паверку новай тэхнікі.
Комплекс прайшоў сур’ёзныя лабараторныя і натурныя выпрабаванні. Напрыклад, у жніўні 2015 года ў рамках палявых наземных выпрабаванняў разам з расійскімі калегамі з НДІ касмічных сістэм спецыялісты з аддзела Б.І.Бяляева праводзілі комплексныя геолага-геафізічныя і геаэкалагічныя даследаванні тэставых участкаў на Курыльскіх астравах, а ў ліпені 2016 года аналагічныя работы праводзіліся на Камчатцы.
Трэба адзначыць, што ў краінах СНД падобныя комплексы не вырабляюцца. Пры гэтым распрацоўка БДУ не саступае замежным аналагам, аднак у параўнанні з імі мае больш нізкі кошт.
Барыс Іларыёнавіч паведаміў, што згаданыя сістэмы — ад навуковай ідэі, разлікаў, пабудовы аптычных схем да набыцця камплектуючых і напісання адпаведных камп’ютарных праграм — супрацоўнікі яго аддзела цалкам робяць самі. Усе карыстальнікі — і ў космасе, і на Зямлі (а аналагі тых сістэм, што ўстаноўлены на МКС, ёсць у навукова-даследчым выпрабавальным цэнтры падрыхтоўкі касманаўтаў імя Ю.А.Гагарына) — адзначаюць іх высокую якасць. Вядома, чытаць з космасу газету нельга, але фатаграфічная разрозненасць 4—5 метраў дазваляе разгледзець вельмі многія аб’екты. Спектральная разрозненасць таксама дастатковая для таго, каб вырашаць пастаўленыя задачы.
Сёння ў аддзеле аэракасмічных даследаванняў працуюць тры лабараторыі. Лабараторыя дыстанцыйнай фотаметрыі (кіраўнік доктар навук Л.У.Каткоўскі) займаецца распрацоўкай метадаў дыстанцыйнага зандзіравання, разлікам розных аптычных характарыстык і распрацоўкай праграм апрацоўкі даных. Лабараторыя оптыка-інфармацыйных сістэм (кіраўнік кандыдат навук В.А.Сосенка) — гэта своеасаблівае канструктарскае бюро, дзе вядзецца распрацоўка электронных сістэм і блокаў і іх наладка. Лабараторыя оптыка-фізічных вымярэнняў (кіраўнік кандыдат навук Ю.У.Бяляеў) ажыццяўляе спектральна-энергетычныя каліброўкі і г.д.
— У нашым аддзеле працуюць 30 чалавек, сярод якіх і дактары, і кандыдаты навук, а трэць аддзела — гэта маладыя супрацоўнікі, — расказвае Барыс Бяляеў. — Дзякуючы касмічным даследаванням, яны бываюць у вельмі цікавых камандзіроўках — у Кітаі, Шатландыі, Францыі, на Курылах, Камчатцы… У нас вельмі шмат ідэй, шмат планаў і шмат работы. Магу дакладна сказаць, што беларускія апараты касмічнага прызначэння будуць удасканальвацца. З’явяцца і новыя распрацоўкі, якія зоймуць сваё месца на МКС.
Галіна СІДАРОВІЧ.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА
і з асабістага архіва касманаўта А.М.Шкаплерова.
