Беспилотнник на борту ледокола © Отраслевое издание госкорпорации «Росатом»
Арктические условия предъявляют особые требования к любой технике — она должна быть устойчива к коррозии, которую вызывает морская вода, выдерживать порывы ветра и экстремальные температуры. Кроме того, навигация в Северном Ледовитом океане осложнена частыми магнитными бурями и слабым охватом спутников дистанционного зондирования. Об этом рассказал главный специалист ААНИИ Олег Девятаев.
Он объяснил, что созданные в России арктические БПЛА могут заменить вертолёты, которые сейчас часто применяются с ледоколов для сбора навигационных данных. При этом ключевая задача, которая решается сегодня, — наращивание отечественной спутниковой группировки дистанционного зондирования Земли. Это необходимо для более эффективного освоения Арктики, пояснил учёный.
— ГК «Росатом» завершила испытания комплекса ледовой разведки на базе беспилотных летательных аппаратов. Расскажите, пожалуйста, что это значит для науки и российского ледокольного флота?
— Раньше самым большим препятствием для использования БПЛА были трудности с посадкой дрона на борт движущегося ледокола или судна в сложной арктической обстановке. Однако теперь можно говорить, что эта задача, которая давно стояла перед разработчиками, наконец решена.
Отмечу, что сегодня практически всю информацию о состоянии ледяного покрова в Арктике мы получаем со спутников, потому что они дают быстрый и обширный охват территорий, на что не способна авиация. На то, чтобы преодолеть расстояние, которое спутник пролетает за десять минут, у БПЛА уйдёт несколько часов. Морской лёд очень динамичен, и за время полёта такого беспилотника ледовая обстановка может существенно поменяться. Собственно, по этой же причине в своё время спутниковая навигация вытеснила авиационную разведку.
Однако БПЛА могут быть очень полезны для решения целого ряда локальных задач, которые сейчас решаются с помощью авиации. Сейчас на всех атомных ледоколах и научных судах имеется взлётно-посадочная площадка для вертолёта. Но вертолёт очень дорог в эксплуатации: нужен экипаж, техники, горючее и т. д., а беспилотники могут его заменить.
Применение БПЛА даёт возможность получать информацию о ледовой обстановке в режиме реального времени. БПЛА могут быть интегрированы с бортовыми измерительными комплексами (БИК), которые собирают данные о гидрометеорологической обстановке, о состоянии ледяного покрова непосредственно у борта судна. Такими комплексами сейчас начинают оснащать ледокольный флот.
— А что насчёт спутниковой группировки «Арктика-М»? Первый спутник группировки запустили в 2021 году, а в декабре 2023 года — второй. Планируются ли дальнейшие запуски спутников данного типа?
— Для прогнозирования погоды в основном используются так называемые геостационарные спутники. Они находятся на орбите, скорость спутника на которой совпадает со скоростью вращения Земли. Это орбита находится на высоте 36 тыс. км в экваториальной плоскости. Спутник, который находится на экваторе, не захватывает полярные области. Только экваториальную часть, умеренные широты, немного — высокие широты.
Спутники «Арктика-М» относятся не к навигационным, а к гидрометеорологическим. Они размещаются на высокоэллиптической орбите. Но она не круговая, а сильно вытянутая, эллиптическая. И в апогее — наивысшей точке — она приблизительно совпадает с высотой геостационарных спутников. И как раз в этой части орбиты спутник относительно земной поверхности движется очень медленно, что позволяет получать информацию практически постоянно: снимки передаются на Землю каждые 15—30 минут.
Спутник «Арктика-М» © «Роскосмос»
Ледовая разведка необходима всем
Что касается навигации, то сейчас очень важно нарастить отечественную спутниковую группировку дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) как минимум до той численности, какая была во время СССР. Эта работа ведётся, она заложена в план развития Северного морского пути до 2035 года. Так, радиолокационный спутник зондирования Земли «Кондор-ФКА» уже успешно прошёл испытания.
— Какую роль в мониторинге ледовой обстановки играет радиолокационное оборудование?
— Есть радиолокаторы бокового обзора и радиолокаторы с синтезированной апертурой. У них разные принципы работы. Детальное изображение дают спутники оптического диапазона, но их работа зависит от облачности. В условиях полярной ночи в Арктике мы не можем использовать оптические данные. А радиолокационный диапазон снимает эту проблему и позволяет получать информацию независимо от наличия облачности.
Но дешифрировать радиолокационные изображения намного сложнее, чем оптические. Наши специалисты при мониторинге ледовой обстановки используют весь набор информации, который доступен: и оптический диапазон, и радиолокационный диапазон, данные с ледоколов и судов, с полярных станций, экспедиций. Это наиболее эффективно.
На БПЛА применяется, в принципе, та же аппаратура. Но при наличии беспилотника на борту капитан судна может планировать сбор информации самостоятельно. Когда на борту есть беспилотник, это позволяет получать информацию здесь и сейчас, таким образом дополняя информацию, получаемую из штаба морских операций и научно-оперативной группы. Нужно понимать, что для арктического плавания важна не только текущая информация, но и прогноз на несколько часов и суток вперёд.
— В чём основная сложность при конструировании беспилотников для Арктики?
— Ко всей морской технике предъявляются довольно жёсткие технические требования, арктические БПЛА должны им соответствовать. То есть в данном случае важны не только лётные характеристики, но также устойчивость к морским условиям.
В первую очередь погода. Беспилотники, особенно те, которые базируются на борту судна, — относительно лёгкие летательные аппараты. Естественно, их работе может мешать сильный ветер. Ещё один фактор — риск обледенения крыльев, лопастей и несущих винтов. Поэтому ограничения будут такими же, как в обычной авиации, и даже более жёсткими. Это первое.
Второе — электромагнитные бури, которые очень часто происходят в Арктике, из-за чего может теряться связь. Правда, это менее значимый фактор, чем обледенение и ветер.
А вот что играет действительно важную роль, так это химическая агрессивность морской воды. То есть само по себе нахождение и на палубе, и в воздухе вблизи морской поверхности очень сильно влияет на элементы конструкции беспилотников, так как воздействие соли может приводить к появлению коррозии. Здесь уже очень важно качественно поработать инженерам, учитывать это при разработке аппарата.
Корабли в морском порту Дудинка © РИА Новости / Светлана Шевченко
Главное – наземные комплексы обработки информации
— Помимо навигации ледоколов и других судов, какое ещё применение могут найти арктические БПЛА?
— Беспилотники также востребованы портами и нефтегазовыми платформами, последние могут применять беспилотники для мониторинга обстановки вблизи своего оборудования.
В советское время за полярным кругом активно применялась авиация, пока её не вытеснили спутники. Тогда на суровых и безлюдных просторах Арктики действовала очень сложная и слаженная инфраструктура, включавшая сеть аэропортов и взлётно-посадочных полос, доставку авиационного топлива и регулярную проверку его качества и т. д. За время, прошедшее с распада СССР, эта инфраструктура пришла в упадок. Поэтому появление арктических беспилотников в качестве альтернативы авиации будет иметь большое значение.
— Что ещё может понадобиться для освоения Арктики? Какие технологии?
— Прежде всего, важно развивать отечественную орбитальную группировку, оснащать спутники новыми приборами. Да, можно пользоваться данными иностранных спутников, даже в годы холодной войны действовала глобальная система спутникового наблюдения за обстановкой на Земле. Сейчас эта система во многом сохранилась, но полагаться только на неё нельзя. Нужна собственная, независимая группировка спутников дистанционного зондирования.
Второе — нужно развивать сеть наземных комплексов, которые принимают информацию со спутников. Свои комплексы есть у «Роскосмоса», Росгидромета, МЧС, но в основном они расположены на суше и могут принимать данные только в зоне охвата своей аппаратуры. Поэтому для расширения охвата мониторинга нужен специальный комплекс как можно ближе к полюсу, где сходятся орбиты спутников ДЗЗ.
В ААНИИ есть такой комплекс из трёх станций на Шпицбергене, в посёлке Баренцбург. Это территория Норвегии, которая по международным соглашениям может использоваться различными странами, в том числе Россией. Управление комплексом ведётся из Санкт-Петербурга, дистанционно, а на месте техническое обслуживание обеспечивает один специалист. При этом рядом расположен огромный антенный комплекс западных стран, который принимает данные одновременно со всех полярных спутников.
Было бы замечательно и нам построить аналогичный центр в российской Арктике, компетенции и опыт у наших специалистов для этого есть. Суть в том, что такой комплекс может собирать данные сразу со многих спутников, расшифровывать и обрабатывать эту информацию и рассылать потребителям — в порты, на морские платформы и суда. Это оказало бы хорошее подспорье в деле освоения Арктики.
Надежда Алексеева, Алина Лихота, Екатерина Кийко Источник Печатается с сокращениями
