Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Сценарий
Направление НПИ: 2. Исследование Земли и космоса
Секция КНТС: 3. Исследования Земли из космоса
Наименование эксперимента: Оценка развития катастрофических и потенциально опасных явлений по результатам космических наблюдений
Цель эксперимента:

Отработка методов оценки развития катастрофических и потенциально опасных явлений по результатам их наблюдения с борта МКС аппаратурой ДЗЗ.

 

Описание эксперимента:

КЭ «Сценарий» заключается в подготовке и выполнении космонавтами на борту РС МКС визуально-инструментальных наблюдений земной поверхности и атмосферы Земли с целью отработки методов оценки развития катастрофических и потенциально опасных явлений.

В рамках данного эксперимента предполагается отработать методы оценки возникновения и развития катастрофических и потенциально опасных явлений в атмосфере, на земной и водной поверхности Земли и разработать предложения по использованию отработанных методов в практических целях. В частности, предполагается отработать методы определения скорости и моментов схода ледников по результатам космических наблюдений, а также методы оценки возникновения и развития катастрофических и потенциально опасных процессов с помощью определения перемещений животных и изменений путей их миграций.

Эксперимент предусматривает проведение радиослежения за животными, фото-, фотоспектральной и видеоспектральной съемки подстилающей земной поверхности с помощью ручной и стационарной аппаратуры и обеспечение передачи результатов эксперимента на Землю по существующим каналам связи.

Наземная часть исследований предусматривает экспресс-анализ результатов эксперимента, создание на основе полученной информации специальных математических моделей и оценку развития катастрофических и потенциально опасных явлений.

После завершения очередной экспедиции выпускается экспресс-отчет по полученным результатам КЭ. Каждый год выпускается этапный отчет. Итогом работы является полный анализ результатов КЭ, выпуск итогового отчета и выдача рекомендаций по использованию результатов КЭ.

 

Новизна эксперимента:

В ходе эксперимента планируется:

- отработать методы развития катастрофических и потенциально опасных явлений на земной и водной поверхности;

- отработать методы определения скорости и момента схода ледников по результатам космических наблюдений;

- отработать методы оценки развития наводнений;

- отработать методы оценки распространения загрязнений на водной поверхности (нефти и т.п.);

- отработать методы оценки развития катастрофических явлений в атмосфере и т.д.;

- отработать методы оценки возникновения катастрофических событий с помощью определения перемещений животных и птиц;

- разработать предложения по использованию отработанных методов в практических целях.

Разработанные методы и модели будут использоваться для оперативного планирования повторных наблюдений изучаемых объектов с РС МКС, а также для выдачи данных в структуры МЧС, административные органы и т.д.

В части обеспечение проводимых и планируемых КЭ предполагается выполнить систематизацию катастрофических явлений, наблюдаемых с МКС, а также выполнить цикл работ по математическому моделированию катастрофических явлений, наблюдаемых с борта МКС.

 

Научная аппаратура:

В конце 2014 г. на РС МКС доставлена видеоспектральная система ВСС.

Пространственное разрешение ВСС 50м позволит решать с этим прибором новые задачи по сравнению с используемым в настоящее время прибором ФСС. ВСС работает в спектральном диапазоне 0.35 – 1.1. мкм [8-12].

Для отработки методов выполнения космонавтами съемки земной поверхности в спектральном диапазоне 0.43 – 0.9 мкм планируется изготовить и доставить на борт РС МКС научную аппаратуру «Гиперспектрометр». Данная аппаратура будет изготовлена отечественными производителями МФТИ и ЗАО «Лептон». Обработка результатов съемки аппаратурой «Гиперспектрометр» будет осуществляться на борту с участием космонавта.

Это позволит повысить оперативность анализа полученных данных, повысит качество планирования наблюдений и сократит потоки оперативно передаваемых данных на Землю.

Для регистрации объектов на поверхности Земли в ИК-диапазоне ~ 3 – 10 мкм планируется использовать аппаратуру «Радиометр инфракрасный высокого разрешения» (РИВР), устанавливаемую на РС МКС. Аппаратура РИВР предназначена для автоматического проведения дистанционных измерений излучений наблюдаемых объектов в среднем и дальнем ИК-диапазонах длин волн. Пространственное разрешение аппаратуры РИВР 30 м. Это позволит, например, обнаруживать источники возгарания размером ~ 3 м.

Основная проблема использования ручной аппаратуры экипажем МКС была связана с планированием наблюдений в период сна экипажа или выполнения им важных служебных операций. Для решения этой проблемы разрабатывается аппаратура «Система ориентации видеоспектральной аппаратуры» (СОВА), предназначенная для автоматизации процесса выполнения измерений. Аппаратура СОВА крепится на иллюминатор РС МКС и позволяет наводить устанавливаемую на ней научную аппаратуру на исследуемые объекты, координаты которых и временная программа наблюдений вводятся в аппаратуру СОВА

. Исследование экологических проблем и катастрофических явлений на земной поверхности возможно также с помощью изучения путей миграции птиц и животных с использованием научной аппаратуры «ИКАРУС». С этой целью на животных и птиц устанавливаются миниатюрные датчики весом ~ 5 г. Каждый датчик включает приемник GPS, солнечную батарею, аккумулятор, передатчик сигнала на РС МКС, датчик температуры. На РС МКС устанавливается аппаратура и две антенны, передающая для включения миниатюрного датчика, и приемная, для приема сигнала от датчика с его координатами. По изменению путей миграции животных и птиц выявляются экологические проблемы на земной поверхности, а также климатические изменения. Животные и птицы могут быть переносчиками болезней из зараженных районов. Перелеты птиц вблизи аэропортов могут стать причиной катастрофических столкновений с самолетами. Прогнозированию таких опасностей могут помочь методы, разрабатываемые с использованием аппаратуры «ИКАРУС».

Внезапные перемещения животных и птиц нередко связаны с готовящимися катастрофами: землетрясениями, извержением вулканов и т.п. [15]. Изучение возможностей использования реакции животных и птиц на готовящиеся катастрофы также исследуется на РС МКС с использованием аппаратуры «ИКАРУС».

Таким образом, введение в состав РС МКС новой НА позволит отработать методы наблюдения изучаемых объектов и явлений, методы обработки получаемых данных.

Выполнение КЭ «Сценарий» внесет вклад в решение сложной проблемы изучения катастрофических и потенциально опасных явлений в части оценки их развития.

 

Ожидаемые результаты:

В ходе эксперимента планируется :

- отработать методы развития катастрофических и потенциально опасных явлений на земной и водной поверхности;

 

- отработать методы определения скорости и момента схода ледников по результатам космических наблюдений;

- отработать методы оценки развития наводнений;

- отработать методы оценки распространения загрязнений на водной поверхности (нефти и т.п.);

- отработать методы оценки развития катастрофических явлений в атмосфере и т.д.;

- отработать методы оценки возникновения катастрофических событий с помощью определения перемещений животных и птиц;

- разработать предложения по использованию отработанных методов в практических целях.

Разработанные методы и модели будут использоваться для оперативного планирования повторных наблюдений изучаемых объектов с РС МКС, а также для выдачи данных в структуры МЧС, административные органы и т.д.

В части обеспечение проводимых и планируемых КЭ предполагается выполнить систематизацию катастрофических явлений, наблюдаемых с МКС, а также выполнить цикл работ по математическому моделированию катастрофических явлений, наблюдаемых с борта МКС.

 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2016-2025 гг.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: ОАО «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева»
Организации участники: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук» (ФГБУН ИПМех РАН); Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт географии Российской академии наук» (ФГБУН ИГ РАН) ; Федеральное казенное учреждение «Национальный центр управления в кризисных ситуациях» (ФКУ НЦУКС МЧС) ; Учреждение Российской академии Наук Институт водных проблем Российской академии наук (УРАН ИВП РАН) ; Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН) ; Закрытое акционерное общество «Ракурс» ; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский испытательный центр подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина» (ФГБУ «НИИ ЦПК имени Ю.А.Гагарина») ; Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт машиностроения» (ЦУП ФГУП ЦНИИМаш) ; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт морских биологических исследований имени А.О. Ковалевского Российской академии наук» (ФГБУН ИМБИ РАН) ; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ФГБУН ЮНЦ РАН) ; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт аридных зон ЮНЦ РАН (ФГБУН ИАЗ ЮНЦ РАН) ; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Государственный океанографический институт имени Н.Н.Зубова» (ФГБУ «ГОИН») ; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук (ФГБУН ИОРАН).
Научный руководитель: Беляев М. Ю., ПАО РКК «Энергия», зам. рук. НТЦ - нач. отд., д.т.н., профессор
Публикации по эксперименту:

1. Легостаев В.П., Беляев М.Ю. Научная и экономическая отдача программ орбитальных станций – основа стабильного развития отечественной космонавтики. Сборник под ред. В.П.Легостаева, М.Ю.Беляева «Проблемы и задачи повышения эффективности программ исследований на космических кораблях и орбитальных станциях»// РКТ. Сер. XII. Вып. 1-2. Королев, 2011, с. 5-15.

2. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Сармин Э.Э., Юрина О.А. Изучение с борта Российского сегмента Международной космической станции в рамках программы «Ураган» катастрофических явлений, вызывающих экологические проблемы // Космонавтика и ракетостроение. 2015, № 1. С. 71 – 79.

3. Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М., «Машиностроение», 1984г., 264 с.

4. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Волков О.Н., Караваев Д.Ю., Рязанцев В.В. Математическое и научно-техническое обеспечение экспериментов по программе изучения катастрофических явлений «Ураган» с борта МКС и анализ полученных результатов. Труды 40х Чтений К.Э.Циолковского. Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Калуга, 13-15 сентября 2005г. Казань, изд-во КГУ, 2006г. с. 24-30.

5. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Легостаев В.П., Падалка Г.И. Мониторинг земной поверхности с Российского сегмента МКС. Труды 47 Чтений К.Э.Циолковского, секция «Проблемы ракетной и космической техники», Казань, 2013, с.45-66.

6. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Легостаев В.П., Лукьяшко А.В. Изучение Земли с борта Российского сегмента Международной космической станции. Доклад на пленарном заседании 13ой Украинской конференции по космическим исследованиям. г.Евпатория, 2013.

7. Belyaev M.Yu., Dessinov L.V., Karavaev D.Yu. Specifics of conducting and using imagery of the earth`s surface performed by the Russian ISS crew. IAC-13-B3.5.7.

8. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Гусев В.Ф. , Иванов В.А. , Рязанцев В.В. , Сосенко В.А. , Чумаков А.В. Видеоспектральная система ВСС для космического эксперимента «Ураган» на МКС. Одиннадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" Сборник тезисов докладов конференции. Москва, ИКИ РАН, 11-15 ноября 2013.

9. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Катковский Л.В., Крот Ю.А., Сармин Э.Э. Результаты испытаний фотоспектральной системы на МКС // Исследование Земли из космоса. 2014, № 6. С. 27 – 39.

10. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Катковский Л.В., Сармин Э.Э. Обработка спектров и изображений с фотоспектральной системы в космическом эксперименте «Ураган» на МКС // Исследование Земли из космоса. 2014, № 6. С. 54 – 65.

11. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Роговец А.В., Рязанцев В.В., Сармин Э.Э., Сосенко В.А. Летная отработка исследовательской аппаратуры «Фотоспектральная система» на борту российского сегмента МКС //Космическая техника и технологии. 2014. № 1. С. 22–28.

12. Беляев Б.И., Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Казак А.А., Катковский Л.В., Роговец А.В. Спектральные распределения яркости излучения при спектрометрировании Земли из космоса // Журнал прикладной спектроскопии. Минск, 2012. Т. 79. № 4. С. 669–675.

13. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Сармин Э.Э., Юрина О.А. Аппаратура и программно-математическое обеспечение для изучения земной поверхности с борта Российского сегмента Международной космической станции по программе «Ураган» // Космонавтика и ракетостроение. 2015, № 1. С. 63 – 70.

14. Беляев М.Ю., Богатырев В.А., Десинов Л.В., Юрина О.А. Использование информации о перемещении животных и птиц в программе «Ураган» на российском сегменте Международной космической станции. Материалы 48 Научных Чтений К.Э.Циолковского, Калуга, 2013.

15. Юрина О.А. Использование информации о перемещении животных для изучения катастрофических явлений и экологических проблем с РС МКС. Труды 48 Чтений К.Э.Циолковского, Секция «Проблемы ракетной и космической техники», Казань, 2014г.

16. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Караваев Д.Ю., Легостаев В.П. Использование съемки земной поверхности с МКС в интересах топливно-энергетического комплекса. Журнал Известия РАН «Энергетика» №4, 2013, с.75-90.

17. Десинов Л.В., Коронкевич Н.И. Программа дистанционного зондирования земной поверхности «Ураган» и использование ее данных для мониторинга гидрологических ситуаций. Всероссийская научная конференция «Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз». 07-12 октября 2013 г. Туапсе, 2013 г. с. 59-64.

18. Шапоренко С.И. Когда грозит наводнение. Анапское Черноморье, № 119 (13296), 3 октября 2013 г.

19. Голубчиков С.Н., Долгов С.И., Березенко С.И. Затяжной прыжок водяного барса. «Энергия: экономика, техника, экология».

20. Десинов Л.В., Листошенкова Н.С., Рудаков В.А., Караваев Д.Ю. Мониторинг земной поверхности и катастроф с российского сегмента Международной космической станции. В сб. Информатизация географических исследований и пространственное моделирование природных и социально – экономических систем, РАН, Научный совет по фундаментальным географическим проблемам, М., 2013, с. 82 – 98.

21. Десинов Л.В., Коронкевич Н.И. Программа дистанционного зондирования земной поверхности «Ураган» и использование ее данных для мониторинга гидрологических ситуаций. Всероссийская научная конференция «Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз». 07 – 12 октября 2013 г. Туапсе, 2013 г.

22. Десинов Л.В. Мониторинг опасных экзогенных процессов по данным съемки с МКС. Реалии и перспективы. XVII сессия Объединенного научного совета по фундаментальным географическим проблемам при МААН и Научного совета по фундаментальным географическим проблемам РАН «Роль географии в изучении и предупреждении природно-антропогенных стихийных явлений на территории СНГ», г. Алматы, Казахстан, 9 – 14 сентября 2013 г.

23. Вишневская И.А., Десинов Л.В., Долгов С.В., Кононова Н.К., Коронкевич Н.И., Шапоренко С.И., Голубчиков С.Н., Матафонов Е.П., Меркулов А.В., Рец Е.П., Фролова Н.Л. Географо-гидрологический подход к оценке рисков наводнений в населенных пунктах в горных и предгорных районах Кавказа. VII Всероссийский гидрологический съезд. Санкт-Петербург, 19-21 ноября 2013 г.

24. Коновалов В.Г., Рудаков В.А. Динамика моренного покрова на ледниках Памира по данным дистанционного зондирования. Одиннадцатая всероссийская открытая конференция «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса», г.Москва, ноябрь 2013.

25. Десинов Л.В. Возможности съемки гор с борта МКС. Международная конференция «Современные проблемы географии», г.Тбилиси, ноябрь 2013.

26. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Крикалев С.К., Кумакшев С.А., Секерж-Зенькович С.Я. Идентификация системы океанских волн по космическим снимкам // Известия РАН. Теория и системы управления. 2009. №1. С. 116-126.

27. Беляев М.Ю., Виноградов П.В., Десинов Л.В., Кумакшев С.А., Рязанцев В.В., Секерж-Зенькович С.Я. Идентификация источника океанических кольцевых волн вблизи острова Дарвин по фотоснимкам с Международной космической станции // РКТ. Труды. Серия XII. Вып. 1-2. Королев, 2011. С. 218-232.

28. Сармин Э.Э. Информационная система поддержки проведения космического эксперимента по дистанционному зондированию Земли (на примере эксперимента по мониторингу катастрофических явлений с борта Российского сегмента Международной космической станции). Премия администрации г. Королёв. Котляков В.М., Десинов Л.В. Анализ развития катастрофического наводнения в г. Крымске на основе данных дистанционного зондирования бассейна реки Адагум. Всероссийская научная конференция «Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз». 07 – 12 октября 2013 г. Туапсе, 2013 г. с.127-136.

29. Беляев М.Ю., Десинов Л.В., Юрина О.А. Способ определения скорости движения фронтальной части ледника с космического аппарата // № заявки 2014120766 от 22.05.2014г.

30. Беляев М.Ю., Караваев Д.Ю., Юрина О.А. Способ определения координат фотографируемых с космического аппарата земных объектов // № заявки 2014135024 от 28.08.2014г.

 

Последнее обновление: 16.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения