Глаз в небе: как Россия контролирует Арктику с орбиты

Большой Брат в космосе? Россия следит за каждым твоим шагом... в Арктике. «Только у России есть такие спутники», — заявляют разработчики системы «Арктика-М». Узнайте, как российские спутники следят за белыми медведями и пингвинами (шутка, пингвины в Арктике не живут).

«Впервые в мире Российской Федерацией создана гидрометеорологическая космическая система, обеспечивающая непрерывное наблюдение арктического региона Земли и прилегающих территорий», — такое заявление сделал Роскосмос в апреле 2023 года, ознаменовав завершение летных испытаний новой спутниковой системы.

Но что же это за система такая и почему она так важна? Давайте разбираться.

Космический дуэт

«Арктика-М» — это не просто спутник, а система из двух аппаратов, которые запущены на высокоэллиптическую орбиту типа «Молния». Такая орбита позволяет спутникам по очереди «заглядывать» за Северный полюс и обеспечивать непрерывное наблюдение за Арктикой.

Каждый спутник делает полный оборот вокруг Земли за 12 часов, а новые снимки Арктики наши учёные получают каждые 15 минут.

Фишка «Арктики-М» — это её уникальная орбита и специальные камеры, которые позволяют делать снимки всей арктической зоны за один раз. Это как сделать селфи с высоты 40 000 километров, только вместо лица — вся Арктика!

Камеры «Арктики-М» работают в разных спектральных диапазонах, что позволяет получать информацию не только о видимом изображении, но и о температуре поверхности, составе облаков и других параметрах.

Только у России есть метеорологические аппараты, которые работают на высокоэллиптической орбите с наклонением около 63 градусов. Каждый снимок 'Арктики-М' фиксирует полное видимое с космического аппарата изображение арктического региона. Это уникальный ракурс, его невозможно получить ни с одного другого спутника. митрий Добрынин заместитель генерального конструктора МОКБ «Марс»

Зачем это нужно?

Ну окей, летает она там по своей эллиптической орбите, что-то фотографирует, нам-то чего?

А ведь Арктика — это не просто край льдов и снега, это стратегически важный регион с огромными запасами природных ресурсов и уникальной экосистемой. Но суровые условия Севера делают его труднодоступным для исследований и наблюдений.

Вот тут-то и приходит на помощь «Арктика-М»! Эта система позволяет круглосуточно мониторить погоду, ледовую обстановку, состояние окружающей среды и даже солнечную активность в арктическом регионе.

На самом деле «Арктика-М» — это настоящий «многостаночник» в мире космических аппаратов, который способен выполнять множество задач.

Из очевидного (это же метеорологическая система) — «Арктика-М» следит за движением облаков, циклонов и антициклонов и помогает метеорологам составлять более точные прогнозы погоды.

Также система отслеживает как появляются и тают льды — это важно для судоходства по Северному морскому пути.

Ещё «Арктика-М» контролирует окружающую среду, помогает следить за загрязнением воздуха и воды, а также за состоянием ледников и вечной мерзлоты.

Из неочевидного — система наблюдает за вспышками на Солнце и их влиянием на магнитосферу Земли (а это очень важно для работы систем связи и навигации).

Ну и «Арктика-М» — настоящий ангел-хранитель для тех, кто оказался в беде в суровых условиях Арктики: система оснащена оборудованием, которое позволяет ей принимать сигналы от аварийных радиобуев, которые используются на судах, самолётах и даже отдельными людьми.

Представьте: корабль терпит бедствие посреди ледяного океана, экипаж активирует радиобуй, и сигнал бедствия улавливает «Арктика-М», которая находится на высоте десятков тысяч километров.

Спутник мгновенно передает координаты терпящих бедствие спасательным службам, что позволяет оперативно начать поисково-спасательную операцию (помните про систему КОСПАС-SARSAT?).

Благодаря «Арктике-М» шансы на спасение в случае аварии в Арктике значительно возрастают — это особенно важно, если учесть удалённость и труднодоступность региона.

Что внутри?

Спутники «Арктика-М» построены на базе унифицированной платформы «Навигатор», которую разработало НПО им. Лавочкина. Эта платформа обеспечивает функционирование спутников на всех этапах их автономного полёта, включая: управление, ориентацию, энергоснабжение и терморегулирование.

«Мозгом» спутника является бортовой комплекс управления (БКУ), который отвечает за управление всеми его системами и выполнение программы полета (БКУ разработан МОКБ «Марс» и обладает высокой надёжностью и устойчивостью к воздействию космической радиации).

А «глазами» «Арктики-М» служит многозональное сканирующее устройство (МСУ-ГСМ), с помощью которого можно получать многоспектральные изображения поверхности Земли. МСУ-ГСМ работает в видимом, ближнем инфракрасном и тепловом инфракрасном диапазонах, что позволяет получать информацию о температуре поверхности, составе облаков и других параметрах.

Гелиогеофизический аппаратурный комплекс (ГГАК) предназначен для мониторинга солнечной активности и ее влияния на магнитосферу Земли. Этот сложный аппарат состоит из: спектрометров, детекторов и магнитометров, которые измеряют потоки частиц и электромагнитное излучение от Солнца.

Наконец, бортовая система сбора данных (БССД) и бортовой радиотехнический комплекс (БРТК) отвечают за сбор, обработку и передачу информации на Землю: БССД собирает данные от различных приборов спутника, а БРТК передает их на наземные станции приёма информации.

Уникальная система

Сама идея создания подобной системы возникла ещё в СССР, но реализовать её удалось только в современной России: первый спутник «Арктика-М» был запущен в 2021 году, а второй — в декабре 2023 года.

И теперь, в апреле 2024, госкомиссия решила завершить испытания и начать использовать по прямому назначению орбитальную группировку, которая состоит из космических аппаратов «Арктика-М» № 1 и № 2.

На данный момент «Арктика-М» — единственная в мире система, которая обеспечивает непрерывное наблюдение за Арктикой с такой высокой орбиты.

У других стран, таких как США, Канада и страны Европейского Союза, также есть спутники для мониторинга арктического региона, но они работают на более низких орбитах и обзор обеспечивают не такой широкий.

Таким образом, «Арктика-М» даёт России преимущество в изучении и освоении Арктики и предоставляет уникальные данные о состоянии этого региона.

Всего до 2031 года планируют запустить ещё четыре гидрометеорологических спутника этого типа.

Взгляд в будущее

Давно уже понятно, что развитие изучения Арктики — одно из приоритетных направлений российской экономики: богатые запасы природных ресурсов, таких как нефть, газ, уголь и минералы, делают этот регион привлекательным для инвестиций. И «Арктика-М» играет в этом важную роль.

Например, информация от спутника помогает геологам искать новые месторождения полезных ископаемых, а сведения о ледовой обстановке и погоде необходимы для планирования строительства портов, дорог и прочей инфраструктуры.

Более того, данные «Арктики-М» помогают судам безопасно проходить по Северному морскому пути, что способствует развитию торговли и экономического сотрудничества.

На самом деле «Арктика-М» — это не просто российский проект, это вклад России в международное сотрудничество по изучению и освоению Арктики. Надеюсь, эта система поможет нам лучше понять этот уникальный регион и эффективно использовать его ресурсы на благо всего человечества.

Данные, которые получены с помощью «Арктики-М», доступны для международного научного сообщества и используются в различных исследовательских проектах. Это позволяет надеяться, что в будущем сотрудничество в области изучения и освоения Арктики будет только укрепляться и поспособствует сохранению этого уникального региона и благополучию всех жителей планеты.

Такие дела.

Наука и техника

Дмитрий Добрынин

НПО им. С.А. Лавочкина