Можно ли обнаружить из космоса природный пожар около важного объекта, да еще и в глухой тайге? Сообщить о нем специальным службам для борьбы с огнем? Или предсказать землетрясение за несколько дней до его начала? Найти рудные залежи в нехоженых местах?
Лучшие ученые мира бьются над решением этих проблем. Огромные, прекрасно оснащенные лаборатории, многомиллиардные бюджеты, интерес со стороны правительств всех развитых стран. В России уже практически смогли подойти вплотную к решению или даже решить эти задачи. Но из-за безразличия некоторых чиновников многие уникальные достижения российских ученых практически не востребованы на родине.
Как российские ученые гавайские пляжи спасли
В Москве есть «Научный центр аэрокосмического мониторинга «Аэрокосмос» Минобрнауки России и РАН». Внутри самое современное оборудование, компьютеры, евроремонт. На крыше многометровые антенны. Из его лаборатории бывшие студенты ведущих вузов страны наблюдают за всем земным шаром.
– Наша организация создана в 2002 году. Мы принесли в «Аэрокосмос» лучшие традиции и подходы бывшей отечественной оборонки. Учитываем все современные тенденции развития российской мировой науки в нашей сфере деятельности, – рассказывает «АН» генеральный директор ГУ «Аэрокосмос» академик РАН Валерий Бондур. – В области разработки физических основ дистанционного зондирования Земли из космоса, а также методов аэрокосмического мониторинга и обработки аэрокосмической информации мы – мировые лидеры. Новые методы и технологии нам удалось применить на современном оборудовании. Оно занимает минимум места и в сочетании с нашими инновационными разработками дает максимум эффективности.
Академик Бондур явно скромничает. В бытность его заместителем директора по науке – главным конструктором ЦНИИ «Комета» он руководил и принимал непосредственное участие в разработке физических основ, уникальных методов и космических систем глобального наблюдения за земным шаром для решения специальных задач. Вот откуда растут «уши», точнее «глаза», российского метода дистанционного зондирования Земли из космоса.
Практически сразу после создания «Аэрокосмос» проявил себя неожиданным образом. Он провел космический мониторинг антропогенных воздействий на американские прибрежные акватории. Вблизи шикарных пляжей Вайкики (Гонолулу, Гавайские острова, США) постоянно загрязнялась водная среда. То есть пахло, простите, дерьмом. И хотя очистные коллекторы со стоком в океан обошлись налогоплательщикам в десятки миллиардов долларов, богатых туристов и отдыхающих из США, Японии и Европы становилось все меньше.
Бондур с коллегами за несколько лет исследований из космоса с помощью морских буев и кораблей сумел разобраться в механизмах антропогенных воздействий на экосистему. Удалось выяснить – при каких условиях выбросы прибиваются к берегу, а при каких растворяются в океанской толще. Причем не только разобраться, но и выдать конкретные практические рекомендации. В основном – по режиму работы сбросовой системы для минимизации негативных влияний. Результаты исследований российских ученых позволили американцам сэкономить большие деньги на реконструкции коллекторов. Туристы и отдыхающие вернулись на белоснежные гавайские пляжи.
Тем временем практически во всех приморских городах России – Сочи, Адлере, Туапсе, Геленджике – отходы жизнедеятельности также сливают в море. А состояние пляжей и воды в районе столицы будущей Олимпиады гораздо хуже, чем в Гонолулу. Думаете, кто-то задумался об этом? «Аэрокосмос» еще пытается заинтересовать российских строительных боссов и руководителей других организаций и ведомств, но пока безуспешно. Завтра будет поздно – времени на исследования просто не хватит.
– В настоящее время мы ведем небольшую научную работу за счет средств Российского фонда фундаментальных исследований, посвященную методам дистанционного мониторинга российских прибрежных акваторий. Но практической заинтересованности в применении этих методов пока никто не проявляет, – говорит академик Бондур.
Миллиарды потрачены зря
По данным космического мониторинга, проводимого «Аэрокосмосом», общее число природных пожаров (лесных, степных, торфяных) с марта по ноябрь 2010 г. на всей территории России составило примерно 33 тыс., в европейской части – 13,6 тысячи. Общая площадь, пройденная огнем на всей территории страны, превысила 10,9 млн. гектаров, а в европейской части России – 2,2 млн. гектаров. Это больше, чем в 2009 году. Значительно возросла по сравнению с прошлым годом доля крупных пожаров в европейской части России (с площадью более 500 га), причем наиболее сильно – в десятки раз – их доля выросла в Рязанской и Владимирской областях.
Спутниковую информацию для слежения за пожарами используют все высокоразвитые страны, прежде всего США и некоторые страны ЕС (например Германия). Для России, имеющей огромную площадь (около 17,1 млн. кв. км), множество труднодоступных территорий и большие площади лесных массивов, использование космической информации для раннего обнаружения и оценки последствий природных пожаров просто необходимо.
Экономический ущерб электрических систем от природных катаклизмов прошедшего лета и начала зимы оценивается в сумму более 1 млрд. рублей. А на космический мониторинг требуется в 10 раз меньше.
Буи для саммита АТЭС
Жители российского Дальнего Востока, Камчатки, Курильских островов, Алтая постоянно живут в ожидании очередного землетрясения, цунами или тайфуна. Претендующая на Курилы Япония давным-давно создала достаточно эффективную службу предупреждения возникновения цунами и приближающихся землетрясений. Но данными делиться не планирует.
У нас предпочитают говорить о масштабных стройках для саммита АТЭС, который пройдет на острове Русском, а не о безопасности. Между тем именно в России уже есть методы и разработаны технологии, которые в оперативном режиме могут точно спрогнозировать подобные катастрофы. И не за несколько месяцев или минут, как в Японии, а за период от 3 до 20 дней.
– Постоянный комплексный мониторинг космическими и наземными методами позволяет выявить сейсмическую активность и спрогнозировать время и место возникновения землетрясений и цунами. В «Аэрокосмосе» и в ряде институтов РАН разработаны методы мониторинга и прогноза землетрясений, прежде всего сильнейших (с магнитудой более 7), – рассказывает академик Бондур.
Для мониторинга сейсмоопасных территорий из космоса регистрируется ряд полей, в том числе геодинамические и термические особенности земной поверхности, вариации электронной концентрации в ионосфере, флуктуации магнитного и гравитационного полей и другие. Их комплексный анализ позволяет осуществлять даже краткосрочный прогноз готовящихся сейсмических событий, в том числе подводных. Алгоритмы оперативного анализа космической информации – ноу-хау «Аэрокосмоса».
Сегодня на Дальнем Востоке возрождается буйковая система предупреждения цунами. Геофизическая служба РАН, Институт океанологии РАН и другие организации осуществляют анализ поступающих данных. Но немного средств и, следовательно, буев. Система малоэффективна. Необходимо создать комплексную систему – буи, спутниковые данные и новые методики анализа информации.
– Стоимость организации такого постоянного мониторинга сейсмо- и цунамиопасных районов на Дальнем Востоке страны минимальна. Для анализа космических данных требуется примерно 12–15 миллионов рублей в год. Плюс разовые вложения на адаптацию методов и технологий – миллионов 20–30, – утверждает академик Бондур.
Сейчас в России за предупреждение и ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций отвечает ряд ведомств по своим направлениям, а также регионы. Координация этой деятельности оставляет желать лучшего. Поэтому зачастую найти одного основного заказчика невозможно. При этом чаще работают не на предупреждение, а на ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций. Там непроверяемые финансовые ресурсы, новые звезды на погоны, ордена на грудь. О тех, кого можно было бы спасти, если бы предупреждение пришло вовремя, предпочитают забыть или откупиться компенсацией. Но даже с точки зрения экономики предупреждение природных катастроф обходится на порядок дешевле, чем ликвидация последствий.
Между тем несколько лет назад «Аэрокосмос» уже продемонстрировал на практике способность предсказывать землетрясения по результатам космического мониторинга. Правда, не в России, а в Калифорнии, недалеко от города Паркфилда.
– В течение трех месяцев мы предсказали три землетрясения с магнитудой порядка шести. С заблаговременностью от 20 до 22 дней. Ошиблись на один-два дня, причем осуществляя мониторинг из Москвы. Жертв при этих землетрясениях не было, – вспоминает Бондур.
Сейчас «Аэрокосмос» следит за сейсмической обстановкой на территории Калифорнии и борется за победу в конкурсе на проведение дальнейших исследований. За Россией же наблюдает эпизодически. Заказчиков в модернизируемой стране просто нет.
Аргумент академика Бондура
– Сегодня в мире даются только 3-дневные прогнозы возникновения опасных тропических циклонов. Нами разработаны новые физические подходы к описанию процессов зарождения и эволюции тайфунов. С их использованием на основании результатов космического мониторинга можно делать 5-дневные прогнозы возникновения и определения направления движения мощных тропических циклонов. Оптимальный срок для предупреждения – неделя. Поэтому следующим этапом нашей работы является формирование точных 7-дневных прогнозов. Мы пытаемся выиграть конкурс на проведение таких работ в США. Надеемся, что это актуальное направление будет востребовано и у нас в стране.
Высокомерие слуг
Нефтяники, атомщики, энергетики и даже, страшно сказать, – чиновники – суть слуги народные. Одни выкачивают нефть из российских недр, другие дают нам электричество по цене дороже, чем в Европе. Чиновники неплохо живут на наши налоги. Но их всех объединяет одно – им безразлична судьба тех, благодаря кому они получают зарплату.
Летние пожары в европейской части России в очередной раз доказали, что «у семи нянек дитя без глазу». Каждое ведомство, каждая власть в горящей области валила друг на друга ответственность за принятие решений.
Рассказывают, когда горел Федеральный ядерный центр в Сарове, некий большой чин из МЧС пытался снять своих пожарных с этого объекта на тушение пожаров в районе Чебоксар. Директор Центра просто-напросто приказал не выпускать огнеборцев со своей территории. Саров отстояли.
Постфактум властные лица оправдывались за ущерб от пожаров и списывали все на погоду, отсутствие лесников, неправильный Лесной кодекс. А все было гораздо проще – все ответственные ведомства проспали очаги возгорания, которые потом переросли в огромные страшные палы.
Спасите – горим
Между тем, если забыть о ведомственных амбициях и думать о деле, то многие вопросы борьбы с пожарами прошлого лета можно было решить на основании космических данных.
– Информация о пожарах для всей территории нашей страны и приграничных районов оперативно формируется в «Аэрокосмосе» в процессе космического мониторинга двадцать пять раз в сутки. Космические изображения автоматически обрабатываются, и через 10 минут после их приема результаты обнаружения очагов пожаров могут быть отправлены потребителю. Вплоть до компьютера на столе губернатора области или руководителя ведомства, – говорит академик Бондур. – Мы автоматически обнаруживаем очаги пожаров радиусом более 5,5 метра. Другой такой космической системы в стране нет. У МЧС и Рослесхоза есть похожие системы, но они имеют значительно меньшие разрешение, быстродействие и точность, уступают в оперативности формирования, обработки и предоставления информации. Когда минувшим летом почти вся территория европейской части России начала гореть, к нам не обратилось ни одно из ведомств. Предлагали – берите наши космические данные. Но поняли, что это бессмысленно, и стали размещать информацию о пожарах на своем сайте для всех. И ее наверняка брали, так как однажды сайт просто «рухнул» из-за посещаемости.
Безразличие вдруг охватывает и «эффективных менеджеров» от нашей энергетики. Еще недавно «Аэрокосмос» активно работал с Федеральной сетевой компанией Единой Энергосистемы (ОАО «ФСК ЕЭС»).
– Если пожар возникает в буферных зонах магистральных линий электропередачи (ЛЭП), то мы можем в автоматическом режиме оперативно его обнаружить, определить координаты, вероятность, категорию и другие характеристики и передавать в ситуационно-аналитический центр энергетиков. Можем выявлять и определять из космоса такие места, где нужно срочно вырубить деревья в зонах просек, когда они угрожают ЛЭП. Но в ФСК поменялось руководство, и пока энергетики не проявляют заинтересованности в космических данных. Ни пожары, ни «ледяной дождь» их решение до сих пор не изменили, – рассказывает академик Бондур.
Убогая пирамида
При построенной в России системе управления пирамида простой логики оказалась перевернутой. Не потребители – нефтяники, газовики, энергетики, чиновники – просят наших ученых разработать и применить уникальные методы и технологии, которые позволят экономить миллиарды государственных рублей. Ученые просят – берите наши разработки, а заработанные средства мы будем использовать для новых исследований и инновационных разработок. Ответом им – высокомерное молчание.
Сейчас практически все развитые страны зарабатывают миллиарды долларов на предоставлении информации, поступающей со спутников дистанционного зондирования Земли. А мы – только на запусках спутников с помощью ракет, в основном еще советской разработки. В космосе, так же как и на земле, делаем деньги на сырье, а не на высокотехнологичных продуктах. Но сырье рано или поздно заканчивается.
Между тем в области разработки физических основ, методов и технологий дистанционного зондирования Земли – мы на первом месте в мире.
– Мой аспирант защитил диссертацию на тему: «Активный метод дистанционного зондирования Земли для поиска металлических руд, основанный на исследовании потоков частиц». До этого для решения таких задач использовалась только пассивная гамма спектрометрии, а более эффективный активный метод придумали мы. Надеюсь, в России это кому-нибудь будет интересно, – осторожно оптимистичен академик Валерий Бондур.
Потребитель платит за все
В России сейчас эксплуатируется более 1 млн. километров магистральных, промысловых и распределительных нефтегазопродуктопроводов. Эта система покрывает 35% территории страны, на которой проживают 60% населения. При этом на магистральных трубопроводах ежегодно происходит 55 крупных аварий. И от 20 до 40 тысяч мелких разрывов. Причем последние гораздо опаснее. Выливаемой из них нефти или утекающего газа не видно, «золотые» углеводороды копятся под землей. Визуально определить место протечки невозможно. Но добытчикам-монополистам на это наплевать – их убытки уже заложены в постоянно растущие тарифы для населения и предприятий.
– С помощью наших методов и технологий, используя радиолокационные средства, мы можем проникнуть на глубину залегания трубы. Тепловым методом обнаруживаем утечки жидкого газа, которые, согласно эффекту Джоуля–Томсона, приводят к понижению температуры, что позволяет обнаружить место повреждения трубопровода. А по спектральным особенностям даже можем сказать – какого типа вещество выливается в землю, – говорит академик Бондур.
Добытчики и «перегонщики» углеводородов очень боятся огласки своих потерь. Обычное их предложение: «дайте нам своих специалистов, свои методы и алгоритмы, но бесплатно, и мы сами будем все делать». Справедливости ради надо сказать, что закрытость нефтяников интернациональна. Когда случилась авария в Мексиканском заливе, английская фирма ВР, сославшись на нежелание утечки информации, от предложенного российскими учеными мониторинга выливающейся в залив нефти отказалась.
А несколько месяцев назад мир потрясла сенсация. Доктор Зангари из Италии заявил, что течение Гольфстрим, которое обогревает Европу, из-за аварии в Мексиканском заливе фактически останавливается. Землю ожидает новый ледниковый период. Однако, по словам академика Бондура, «на основании анализируемых нами космических данных поверхностная температура Гольфстрима пока в пределах нормы».
Но что происходит на глубине в несколько сотен метров, мы знаем плохо. Между тем проект проведения мониторинга, который «Аэрокосмос» предлагал ВР, включал в себя изучение и этого важного вопроса.
– Комплексными методами: космос, суда, авиация – мы можем провести исследование на поверхности, в приповерхностном слое океана и смоделировать ситуацию на глубине. Мы так уже делали в акваториях у Гавайских островов и в других регионах, – говорит академик Бондур.
Напомним, ВР и Роснефть обменялись акциями. И теперь эти компании будут осваивать российский шельф в Арктике. С предложением обеспечить мониторинг этого района в «Аэрокосмос» никто не обращался.