Посмотреть на проблемы со стороны

Технологии ГЛОНАСС сделали возможной перманентную диагностику нарушений целостности сложных инженерных конструкций (на фото Бугринский мост в Новосибирске, оснащенный системой ВМСИС). Фото с сайта www.novo-sibirsk.ru

«Предупрежден – значит, вооружен» – этот принцип лежит в основе создания любой современной системы обеспечения безопасности населения в чрезвычайных ситуациях. Прежде чем тревожные службы начнут действовать и уже во время их работы, они должны иметь перед глазами максимально полную картину происходящего, а в идеале начать реагировать уже на основе прогноза. Учитывая количество потенциально опасных объектов, а также глобальность не только природных, но и современных техногенных факторов, обеспечить необходимый охват мониторинга возможно только из космоса. С финансовой и, что еще важнее, с технологической точки зрения позволить себе создание таких систем могут США, Россия, ЕС, Япония и отчасти Китай. Именно эти игроки сегодня участвуют в формировании мирового рынка космических информационных услуг. Причем это тот приятный случай, когда наша страна обладает рядом преимуществ перед былыми конкурентами по космической гонке.

Если коротко описать, что такое космические информационные системы, то можно ограничиться всего тремя существительными: связь, навигация, мониторинг. В России эти направления по большей части находятся в ведении АО «Российские космические системы» (РКС), входящего в Роскосмос холдинга компаний – разработчиков и производителей бортовой и наземной аппаратуры для космической отрасли и соответствующего программного обеспечения. Именно специалистами этой компании была разработана российская навигационная система ГЛОНАСС, и в рамках Роскосмоса именно они выполняют функции оператора аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

О ТАКОМ ПРИМЕНЕНИИ ГЛОНАСС ВЫ НЕ ЗНАЛИ

Современные российские мобильные комплексы позволяют управлять космическими аппаратами из любой точки земного шара.

В мире развернуты всего две полноценные глобальные навигационные системы – американская GPS и российская ГЛОНАСС. Мы привыкли воспринимать их как значки в настройках наших смартфонов, но на практике они могут намного больше, чем помочь нам найти путь домой. К примеру, системами на основе технологий ГЛОНАСС оснащаются здания и объекты инфраструктуры – установленные на них измерительные модули получают сигналы с навигационных спутников, что позволяет отслеживать колебания элементов сооружений. Это нужно для мониторинга и прогнозирования нарушения их целостности под воздействием различных факторов. Прежде всего это относится к особо важным объектам: высотным зданиям, АЭС, плотинам, мостам, нефтепроводам и т.д. Российские разработчики смогли найти решения, позволяющие  существенно снизить стоимость оборудования и эксплуатации - российские решения в этой области уже сегодня обходятся заказчикам в разы дешевле иностранных аналогов. В результате сегодня эти системы доступны и для обычных зданий.

К примеру, разработанной в РКС системой высокоточного мониторинга смещений инженерных сооружений (ВМСИС) оснащен Бугринский мост в Новосибирске, аналогичная система вскоре начнет функционировать и на железнодорожном мосту Транссибирской магистрали через реку Зея. Установленные на этих сооружениях специальные модули принимают сигналы спутников ГЛОНАСС 20 раз в секунду, позволяя определять колебания контролируемых точек конструкции с точностью до 2 мм в плане и 3 мм по высоте и постоянно контролировать интегральный показатель целостности всего сооружения. Сегодня рассматривается вопрос о применении этой системы на строящемся Керченском мосту, который соединит Крым с территорией России.

Еще один пример интеграции датчиковой аппаратуры и возможностей системы ГЛОНАСС – это мониторинг опасных грузов. Эти разработки пришли на массовый рынок из недр российской ракетно-космической промышленности, которой требовалась система для постоянного мониторинга перевозок опасных химических компонентов и сложных и дорогостоящих космических аппаратов. После того как подобная система была создана для самого Роскосмоса, ее адаптировали и предложили коммерческим заказчикам под названием «РКС – Опасный груз». В состав системы входят беспроводные датчики, непрерывно контролирующие местоположение и состояние груза: скорость движения эшелона, температуру, задымленность, концентрацию паров опасных и ядовитых веществ и другие параметры. При этом обеспечено длительное время работы датчиков без подзарядки – 2–4 недели.

МОБИЛИЗАЦИЯ КОСМОСА

Вид из космоса на нашу планету – это не только красиво, но и, как показывает статистика, все более и более востребовано. Так, в 2015 году количество заявок на проведение космической съемки и получение результатов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) от государственных служб и ведомств увеличилось вдвое по сравнению с 2014 годом. В России созданием космических аппаратов ДЗЗ занимаются «Корпорация «ВНИИЭМ», РКЦ «Прогресс» и НПО им. Лавочкина, а полезную нагрузку для них создают в уже упомянутой компании РКС, которая после вывода аппаратов берет на себя управление, прием и обработку получаемых изображений. Аппараты четырех типов с разными камерами, сканирующими поверхность нашей планеты с разной дистанции и в разных диапазонах позволяют формировать прогноз погоды, составлять карты, производить мониторинг вырубки лесов и повышать эффективность использования сельхозугодий. Но особенно остро вопрос о применении так называемых геоинформационных сервисов встает во время разного рода стихийных бедствий или техногенных аварий. О масштабе вовлеченности космической техники в работу МЧС свидетельствуют цифры – например, только в апреле–мае этого года и только при помощи одного космического аппарата «Ресурс-П» было обследовано более 72 тыс. кв. км лесов на территории Карелии, Смоленской, Амурской, Вологодской и Тверской областей.

До последнего времени недостатком ДЗЗ был существенный временной лаг от запроса на съемку до получения результатов. Это было связано с тем, что сотрудники МЧС направляли запрос в Москву и только оттуда формировалось задание для космического аппарата. Чтобы решить эту проблему, специалисты РКС создали уникальный мобильный приемо-передающий комплекс (МППК), который внешне сложно отличим от обычного контейнера. Такой форм-фактор позволяет комплексу без труда перемещаться при помощи автомобильного железнодорожного, водного и воздушного транспорта прямо в место, где развернут оперативный штаб МЧС. Это позволит МЧС в любой точке страны оперативно получать и обрабатывать космические снимки районов лесных пожаров, наводнений, разливов нефти и других ЧС для оценки ущерба и прогнозирования развития событий. Новая разработка будет представлена на международном военно-техническом форуме «Армия-2016», который пройдет в сентябре в подмосковной Кубинке.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ «МАТРЕШКА»

Россия занимает лидирующие позиции в мире в области создания космических информационных систем. Фотографии предоставлены РКС

Еще одна интересная российская разработка в области безопасности сочетает в себе сразу все составляющие космических информационных систем – связь, ДЗЗ и навигацию. Речь идет об уникальной системе экологического мониторинга, созданной в рамках совместного проекта по заказу правительств Москвы и Баварии совместно с партнерами из Германии. По словам руководителя центра РКС по системам мониторинга Анатолия Дудкина, российско-немецкая разработка, получившая название «Матрешка», является масштабируемой сетью датчиков, объединенных технологиями связи, навигации и дистанционного зондирования Земли. Система позволяет формировать и выводить на интерфейс многоуровневую динамику ситуации, развивающейся на практически неограниченном географическом пространстве – от небольшой территории вокруг отдельного человека до города или целого региона.

В случае техногенных аварий новая разработка сможет оперативно вести мониторинг на больших площадях, распознавая концентрации вредных для человека веществ – от утечки бытового газа до радиоактивного или биологического заражения местности. Она создается для постоянного контроля на потенциально опасных объектах, для мониторинга газопроводов или контроля перевозок опасных грузов. Миниатюрные датчики, входящие в состав «Матрешки», также могут быть использованы спасателями в качестве персональных при ликвидации аварий.