Владимир Зеленский решил, что запустит в космос спутник. Что это даст Украине, какой будет иметь экономический эффект и спасет ли включение GPS?
В начале февраля 2021 года в информационном пространстве началось обсуждение неожиданной идеи президента Владимира Зеленского до конца года запустить в космос спутник «Сич 2-30 (2-1)».
Через месяц парламентский комитет экономического развития вместе с Госкосмосом сообщили о завершении очередного этапа переговоров со SpaceX по запуску украинского спутника. Цена вопроса президентской идеи – 1 млн. долл.
Тема запуска спутника болезненна для украинцев, поскольку многие знают об унизительных итогах амбициозного космического проекта по созданию и запуску первого украинского телекоммуникационного спутника «Лебедь».
На это украинское правительство потратило 24 года и около 350 млн. долл. Не смотря на большой по нашим меркам бюджет проекта, из-за коррупционных сделок Украина потеряла и деньги, и спутник.
Способна ли современная Украина реализовать еще один проект по запуску собственного спутника, учитывая прошлый опыт и нужны ли вообще стране собственные спутники?
С этими и другими вопросами ЭП обратилась не к чиновнику, а к старшему научному сотруднику отдела астрометрии и космической геодинамики Главной астрономической обсерватории (Национальной академии наук), кандидату физико-математических наук Марине Ищенко.
– Как вы пришли в науку и почему выбрали специализацию в сфере спутниковой навигации?
— На третьем курсе Национального авиационного университета у нас было направление на производственную практику. Мне предложили отработать ее в сфере кадастра. Это мне было не очень интересно.
Я спросила, есть ли что-то связанное со спутниками и навигацией. Был 2008 год, появились смартфоны с функцией определения места с помощью GPS-системы. Заведующий кафедрой дал направление в Главную астрономическую обсерваторию.
Здесь был отдел космической геодинамики, который предоставляет данные для геодезических нужд. Практика меня заинтересовала, я написала диплом и поступила сюда в аспирантуру. Уже больше чем десять лет обрабатываю и интерпретирую ГНСС-наблюдения.
ГНСС – глобальная навигационная спутниковая система – совокупность четырех глобальных спутниковых систем: GPS (США, 24 спутника), ГЛОНАСС (РФ, 24 спутника), Beidou (Китай, 40 спутников), Galileo (ЕС, 26 спутников).
— В чем заключается ваша работа?
— Наши центры (операционный центр и Центр анализа данных ГНСС) выполняют две главные задачи.
Первое – пересылают файлы ГНСС — наблюдений в Федеральное агентство картографии и геодезии (BKG, Германия), Федеральное агентство по метрологии и геодезии (BEV, Австрия) и Национальный географический институт (IGN, Франция) для тех станций, которые принимают участие в международных проектах.
Второе – проводят высокоточное вычисление координат перманентных станций.
Мы обрабатываем данные более 250 станций: ежедневно ведем мониторинг качества наблюдений и в автоматическом режиме выполняем так называемую быструю обработку.
Перманентная станция – это комплекс ГНСС — аппаратуры, который состоит из приемника, антенны и другого электронного оборудования. Станция работает в двух режимах: в режиме реального времени, на геодезическое оборудование пользователя поступают правки, которые позволяют получить информацию в его местонахождении с высокой точностью.
Второй режим — это накопление наблюдательных данных для дальнейших исследований. Обычно такие станции установлены на крышах зданий или на специальных геодезических столбах.
Сеть перманентных станций в Украине условно разделена на две части: государственную и частную сеть. К государственным сетям можно отнести Систему координатно-временного и навигационного обеспечения Украины, GeoTerrace (университет Львовская политехника). Они насчитывают около 40 станций. Частные, например, SystemNET, NGC.NET, TNT-TPI GNSS Network в совокупности насчитывают сотни станций.
Перманентная станция каждую секунду записывает сигнал со спутника и отправляет данные в центр анализа данных Главной астрономической обсерватории (ГАО). Раз в сутки центр анализа данных комплексно обрабатывает наблюдения более 250 перманентных станций (государственных и определенного количества частных) для получения высокоточных (с точностью до миллиметров) координатных решений местоположения ГНСС-станций.
Обработанные данные ГАО выкладывает в открытый доступ на FTP-сервер для использования в научных целях.
Координатные развязки любой желающий может бесплатно использовать для исследования, например, геодинамики (движения литосферных плит — в среднем от 1 до 10 см в год), деформационных процессов земной поверхности, тропосферы и ионосферы, движения горных пород и ледников, сейсмической активности и вулканизма.
Данные перманентных станций, в частности, используют для того, чтобы обеспечить сельскохозяйственную технику максимально точными данными географических координат — техника имеет возможность работать в поле с точностью в 2 см, для точного обмера полей, а также выноса в натуру границ полей, для прокладки коммуникаций — от водопровода к сети ЛЭП и прочее.
Качественный комплект оборудования для перманентной станции обходится в 0,7-1 млн. грн. Наиболее известные производители – Leica Geosystems и Trimble.
– Можете ли назвать крупнейших пользователей этих данных?
— Представители аграрной и геодезической сфер подключаются к станциям и получают уточнения к своим наблюдениям. При строительстве моста или здания часто имеется человек с треногой. Он определяет, заложили ли фундамент в соответствии с проектными высотами, нет ли отклонений здания от вертикальной линии.
Данные перманентных станций используют землеустроители для измерения границ участков. Человек берет ровер-антенну на палке вместе с приемником — и уходит. Это кинематический метод. Во время движения ровер каждую секунду фиксирует координаты.
Кроме того, данные перманентных станций позволяют оценивать степень деформации. Например, плотины постоянно подвергаются значительной нагрузке. С помощью ГНСС можно каждый год измерять одни и те же контрольные точки, чтобы определять изменение их положения и рассчитывать скорость деформации.
— Вы некоторое время работали в научном проекте в Объединенных Арабских Эмиратах. Отличаются ли подходы к науке в Украине и ОАЭ?
— Правила работы, хранения и обработки информации более или менее одинаковы, потому что все работают по международным стандартам, но подход к работе немного другой.
Там нельзя не сделать работу. У тебя есть четкие сроки. Если не успеваешь – наступают финансовые санкции.
Это очень стимулирует выполнять работу вовремя. Нельзя сделать кое-как, кое-что. Ты сказал, что сделаешь эту работу, — и ты должен ее сделать. Вот, в принципе, единственное, что отличает ОАЭ от Украины.
— Чем является сейчас украинская наука и Национальная академия наук? Что происходит в НАНУ? Какие есть проблемы и как их нужно решать?
— Ни для кого не секрет, что с финансовой точки зрения ситуация у нас не слишком благоприятная. Например, бюджетное финансирование в обсерватории – это полставки. Чтобы получать больше, приходится искать гранты. Вопрос, конечно, сложный.
Требуется реформирование принципов распределения средств. Ибо как понимать ситуацию, когда второе по количеству ученых отделение получает второй с конца списка объем финансирования? В кранах ЕС существует конкуренция среди научных подразделений и сотрудников. Понятий «ставка», «постоянная позиция» там почти не существует.
Постоянную должность и ставку в европейских институтах получает малый процент сотрудников. Все остальные научные сотрудники работают в институтах на условиях контракта, который длится один или несколько лет, то есть столько времени, сколько примерно нужно для реализации определенного научного проекта.
Есть грант. Вы подали заявку, вы его выиграли – вы работаете в этом институте. Закончился — ищите новый. Там существует мобильность научных работников, а оттуда и нетворкинг. Когда ты год работаешь с одной группой ученых, а дальше – с другой, ты больше развиваешься и как личность, и как ученый.
У нас же есть должность, а гранты – по желанию. Мы не привыкли работать на конкурсных началах. В науке стран ЕС другой способ мышления.
Хотя у нас и грантовая система не слишком развита. Начал предоставлять гранты Национальный фонд исследований, однако помимо него должны создаваться различные фонды. Необходимо развивать мобильность ученых между НАН и МОН.
– В ноябре 2019 года в iHUB вы читали научно-популярную лекцию «От первого искусственного спутника до навигации в смартфоне». Президент заявил о намерении запустить украинский спутник к 30-летию независимости.
Между тем бытует мнение, что нам хватит платной информации с коммерческих спутников других стран. Нужны ли Украине собственные спутники?
– Для ответа на этот вопрос нужно сначала определиться, о каких спутниках идет речь. Конечно, Украина финансово не потянет создание собственной навигационной системы. В то же время президент хочет в 2021 году запустить аппарат дистанционного зондирования земли «Сич 2-30 (2-1)».
Этот спутник через определенный период будет пролетать над территорией Украины, и делать фотографии поверхности. Снимки будут накапливаться, и вы сможете вести мониторинг вырубки лесов, изменений качества почв, загрязнений водоемов. Существует много практических сфер применения данных, которые будет передавать спутник.
Почему важно иметь собственный спутник? В мире много коммерческих спутников. У нас есть доступ к бесплатным спутникам Landsats. На базе его снимков сделаны Google-карты.
Однако с коммерческих спутников вы не всегда получите снимки нужных участков, а Google-карты не предоставляют снимки с высоким разрешением. Если мы хотим с высокой точностью качественно исследовать качество почв, нужно иметь снимок с очень высоким разрешением.
Например, бесплатно можно получить снимок с разрешением 10 метров на пиксель, а платные предоставляют 50 см на пиксель. Почувствуйте разницу! Собственный спутник позволит иметь хорошее качество снимка для анализа. Но ведь недостаточно просто запустить спутник, его надо поддерживать. Он не летает сам по себе.
Спутник постоянно подвергается гравитационным эффектам от Солнца, Луны, больших планет. На спутник влияет куча факторов. Они будут пытаться изменить его орбиту. Со временем она станет нестабильной, поэтому его надо постоянно вести по орбите, сохранять данные, организовывать систему доступа к ним.
Кроме того, нужно получить от проекта экономический эффект. Одновременно с запуском спутника «Сич 2-30 (2-1)» следует выполнить большой объем работы.
— Существует ли в Украине спрос на данные с этого спутника? Есть ли у нас люди, которые могут эти данные обрабатывать и создавать на их основе добавленную стоимость?
– Мы в Национальном авиационном университете готовим людей, которые умеют обрабатывать такие снимки. Мы их учим, конечно, на бесплатных снимках. В Украине есть много вузов, ориентированных на дешифровку спутниковых снимков. У нас много диссертационных работ защищается на эту тему. Это значит, что в Украине есть специалисты.
— Спутник должно запустить государство или коммерческая структура?
– На мой взгляд – государство, поскольку должен быть единый оператор, который будет управлять спутником, и предоставлять санкционированный доступ к его данным. Однако никто не возражает против запуска спутника коммерческой структурой. В этом случае данными будет распоряжаться эта организация. Это будет ее собственностью.
— США потратили на создание GPS 12 миллиардов долларов, ЕС на Galileo – 3,4 миллиарда, РФ на ГЛОНАСС – 2 миллиарда. Почему, учитывая такую стоимость, данные ГНСС бесплатно может получить любой пользователь?
— GPS-военная система. В начале 2000-х годов с развитием ГЛОНАСС и Galileo американские военные подписали меморандум, который снял кодировку с сигнала высокой точности. В любой момент оператор может включить эту кодировку.
Более того, оператор GPS может в любой момент включить кодирование сигнала на любую территорию земного шара. Эти системы очень дорогие и созданы в первую очередь для обеспечения безопасности интересов стран, которые их создали.
Например, прототип GPS разрабатывался для наведения баллистических ракет, запущенных с подводных лодок. Когда в 1990-х годах сигнал GPS открыли, его сразу начали использовать в сфере геодезии. Затем, в 2000-х годах, приняли решение открыть сигнал высокой точности.
Известны три случая отключения гражданского сегмента GPS. Первый – во время проведения операции «Буря в пустыне» (1990-1991 годы), второй – во время акций НАТО против Сербии (1999 год), третий – во время войны в Ираке (2003-2011 годы). В последнем случае сервис для частных пользователей был выключен только на территории проведения военных действий, чтобы иракская армия не смогла использовать гражданские приемники в военных целях.
— Как, на ваш взгляд, будет развиваться ГНСС?
– До сих пор актуален вопрос качества сигнала ГНСС, который получает приемник (встроенный в смартфон GPS-навигатор, планшет). Сигнал искажают различные устройства и плотная застройка, поэтому его качество еще есть куда совершенствовать.
Между тем разработчики Galileo создают системы спасения жизни. Недавно Galileo получила поддержку сообщений-ответов на сигналы SOS, которые посылает аварийный радиобуй. После получения такого сигнала спутниковая система определяет его место, передает спасательным службам и посылает сообщение тем, кто его передал, что спасатели уже в пути.
Автор: Всеволод Некрасов
Источник: ЭП
Перевод: BusinessForecast.by
При использовании любых материалов активная индексируемая гиперссылка на сайт BusinessForecast.by обязательна.