Арктическая навигация: специалист ААНИИ — о развитии БПЛА в Северном Ледовитом океане

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 в интервью RT рассказал главный специалист Центра ледовой и гидрометеорологической информации Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) Олег Девятаев. Специалист 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.

• Ледоход на реке Енисей в районе Дудинского морского порта.
• РИА Новости
• © Антон Денисов

— 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, после завершения испытаний «Росатома», 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 очень больших 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, вертолётов. 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. В общем, на ледоколе это отдельная техническая часть, и беспилотники могут её с успехом заменить. Применение БПЛА даёт возможность получать информацию о ледовой обстановке в режиме реального времени, когда данные транслируются с дрона прямо на мостик штурмана.

• © Отраслевое издание госкорпорации «Росатом»

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.

Вообще, всё, что относится к плаванию в Арктике, требует очень большого количества знаний. Симбиоз науки и производства существовал практически с момента начала регулярного арктического плавания. На данном этапе БПЛА — ещё один кирпичик в эту «стену».

— 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. При этом Земля — шар, соответственно, спутник, который находится на экваторе, не может дать обзор всей земной поверхности. Он не захватывает полярные области. Только экваториальную часть, умеренные широты. Немного — высокие широты, но полярные области не захватывает совсем.

Спутники «Арктика-М» относятся не к навигационным, а к гидрометеорологическим. Они построены по тому же принципу, который в своё время использовался для советских спутников связи «Молния». Они размещаются на высокоэллиптической орбите. Такая орбита не находится в экваториальной плоскости — она наклонена относительно плоскости экватора и находится близко к полярным орбитам. 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. Это очень важно для улучшения метеорологических прогнозов.

• Спутник «Арктика-М»
• © «Роскосмос»

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. Он 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.

• Корабли в морском порту Дудинка. Арктический порт федерального значения на трассе Северного морского пути Дудинка — крупнейший в Сибири и самый северный международный морской порт в России.
• © РИА Новости / Светлана Шевченко

— 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.

— 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.

Например, в районе вахтового посёлка и порта Сабетта расположен морской подходной канал в Обской губе Карского моря, он играет важную роль в транспортировке природного газа. Канал в мелководной части губы, глубиной около 15 м, узкий, но при этом довольно протяжённый. Важно постоянно вести мониторинг ситуации на этой артерии, для этих целей как раз прекрасно подойдут арктические БПЛА.

• Дизель-электрический ледокол «Илья Муромец»
• РИА Новости
• © Павел Львов

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, я не уверен, что её можно и нужно восстанавливать. Поэтому появление арктических беспилотников в качестве альтернативы авиации будет иметь большое значение.

— Есть также класс подводных беспилотных аппаратов, которые могут самостоятельно погружаться на глубину и собирать данные. Они применяются в Арктике?

— Их можно использовать в научных целях. Были работы по изучению структуры подводной части ледяного покрова. Сами по себе подводные беспилотники, безусловно, нужны, например чтобы обследовать подводные трубопроводы, состояние подводной аппаратуры на платформах и терминалах. Функции мониторинга ледовой обстановки они не выполняют.

— 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.

• Посёлок Баренцбург на острове Шпицберген
• © РИА Новости / Владимир Чистяков

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, тоже на Шпицбергене, 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.

Источник