Новые технологии помогают изучать и Землю, и Вселенную.
Исследования Вселенной сегодня - это не только познание мироздания, но и обеспечение глобальной связи и навигации на Земле, возможность круглосуточного мониторинга многих процессов, происходящих на нашей планете. Об этом шел разговор на пресс-конференции, приуроченной к Международному дню космонавтики в ММПЦ «Россия сегодня».
Директор Института космических исследований РАН (ИКИ в нынешнем году исполняется 60 лет) член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович прежде всего отметил, что космонавтика в последние годы снова на слуху. В России разрабатывают новые ракеты-носители, ежегодно запускаются тысячи спутников.
– Если говорить об исследованиях, мы научились представлять, какой была Вселенная 15 миллиардов лет назад, смотреть на Землю из космоса и понимать, что происходило на ней в недавнем прошлом и что делается сейчас. Мы больше узнали об экзопланетах и о черных дырах, поверхностях Марса и Луны. Эти исследования продолжаются, - подчеркнул Анатолий Алексеевич и рассказал о текущих проектах своего института. - ИКИ РАН - ведущая академическая структура по изучению астрофизики, планетологии, солнечно-земных связей, теоретической физики, навигации и баллистики, приборостроению и наблюдению Земли. Приборами, разработанными в ИКИ РАН, оснащены более чем десять российских и пять иностранных спутников. Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» уже шестой год выполняет исследования на орбите, а коллектив за этот проект удостоен премии Правительства РФ.
На Международной космической станции функционирует монитор рентгеновского фона (МВН). «БТН-Нейтрон» - нейтронный и гамма-спектрометр - установлен внутри российского сегмента МКС. Это уже второй такой блок. Первый почти 20 лет работает на МКС снаружи, измеряя космическое излучение, угрожающее человеку. «Сопоставление измерений, сделанных внутри и вне станции, позволяет лучше понимать, какую опасность представляет для космонавтов это излучение», - пояснил А.Петрукович.
Он рассказал, что в 2024 году начался проект «Ионосфера-М», осуществление которого позволит проводить глобальный мониторинг состояния ионосферы и контролировать активные воздействия на нее, вести исследования Арктической зоны и прогнозировать функционирование радиосредств.
Важным направлением считают ученые наблюдение Земли из космоса. Ведется работа по подсчету количества углерода в отечественных лесах (в связи с глобальным потеплением). Для экспериментов по изучению космоса используют ледоколы.
– У нас есть снимки ледового покрова с орбиты, но мы должны понимать, как разные его виды отображается на космических снимках. Для этого нужны измерения на Земле, - пояснил Петрукович.
Все основные научные прорывы совершаются на стыке наук, потому осуществляют их коллективы ученых, представляющие самые разные дисциплины.
Директор Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов им. А.С.Исаева РАН член-корреспондент РАН Наталья Лукина - одна из ведущих специалистов в области лесоведения и представитель биологической науки. Она охарактеризовала основные достижения междисциплинарного сотрудничества в изучении лесов России при использовании возможностей космических исследований. Наталья Васильевна подчеркнула, что именно междисциплинарность позволяет ученым получать важные фундаментальные и прикладные результаты.
По ее словам, леса на планете занимают треть суши, а российские составляют 20% всего зеленого покрова мира. Их изучение так же, как и использование, невозможно без наблюдений Земли из космоса. С помощью космических аппаратов, с одной стороны, проводится количественная и качественная инвентаризация, а с другой - мониторинг текущего состояния растительности.
Леса одновременно выполняют множество функций, в первую очередь обеспечивающую (древесина, ягоды, грибы), регулирующую (климат, циклы водообмена), поддерживающую биоразнообразие: в них обитают более 80% видов животных. И, наконец, леса обеспечивают культурные функции (рекреация, экотуризм, научные исследования). Ни одну из этих категорий, по словам ученой, невозможно исследовать без применения наблюдений Земли из космоса.
В России в 2022 году был запущен важнейший инновационный проект государственного значения «Единая национальная система мониторинга климатически активных веществ», который будет продолжаться до 2030 года. Консорциум «Углерод в экосистемах: мониторинг» включает развитие эколого-климатических станций для метеонаблюдений и измерения потоков парниковых газов, сеть пробных площадей и дистанционный мониторинг наземных экосистем с космических спутников и БПЛА.
По словам Лукиной, с 2022-го по 2024 годы были заложены тестовые полигоны (репрезентативные объекты мониторинга), служащие для валидации наблюдений, которые ведут ученые по направлению дистанционного зондирования Земли. Они также служат для проверки и параметризации математических моделей. Предстоит еще большая работа до 2030 года, чтобы всю эту сеть развернуть. Цель - к 2030 году создать 1063 тестовых полигона.
– Именно благодаря спутниковым наблюдениям, научной интеграции удалось уже на первом этапе показать, что те оценки, которые раньше давали по объемам поглощения парниковых газов лесами РФ, сильно занижены, - отметила Н.Лукина.
Тему продолжил руководитель лаборатории отдела технологий спутникового мониторинга ИКИ РАН Сергей Барталев, рассказав, что в институте разработаны технологии ежегодного космического картографирования основных характеристик лесных и других наземных экосистем России и мониторинга их развития с начала XXI века.
Ученый подробно остановился на динамике изменения площади лесов в 2002-2023 годах, отметив ее увеличение в результате экспансии древесной растительности на ранее безлесные территории. Она произошла вследствие изменений климата и зарастания неиспользуемых сельхозземель. Наблюдается увеличение лиственных пород при сокращении вечнозеленых хвойных насаждений из-за пожаров, вырубки, деструктивных изменений климата и нарушений режима землепользования.
Исследования специалистов ИКИ РАН показали, что среднегодовое нетто-поглощение СО2, по данным спутникового мониторинга, всеми лесами составляют 1,63 миллиарда тонн в год, управляемыми лесами - 1,16 миллиарда. Данные же лесного реестра по управляемым лесам предоставляют данные почти вдвое меньшие.
Главный научный сотрудник отдела космогеофизики ИКИ РАН, главный конструктор бортового ионозонда ЛАЭРТ для космических аппаратов «Ионосфера-М» проекта «Ионозонд» Сергей Пулинец рассказал о том, как с помощью глобального мониторинга ионосферы можно получить информацию практически обо всех источниках энергии, поступающей как из межпланетного пространства, магнитосферы, так и от критических атмосферных процессов: землетрясений, извержений вулканов, активных геофизических воздействий. Ученый подробно остановился на разработке КА «Ионосфера-М».
А выступление заведующего лабораторией отдела ядерной планетологии ИКИ РАН профессора РАН Максима Леонидович Литвака было посвящено задачам поиска воды (водяного льда) на Марсе с помощью российских приборов.
Андрей СУББОТИН
