ИССЛЕДОВАНИЕ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА, 2010, № 2, с. 37-53
МЕЖДУНАРОДНОЕ СОТРУДНИЧЕСТВО В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА
© 2010 г. Л. А. Ведешин
Российская академия наук, Москва E-mail: lavedeshin@mail.ru
Представлены основные этапы исследований и результаты международного сотрудничества в области дистанционного зондирования Земли из космоса по программе "Интеркосмос" и в рамках российско-американского сотрудничества.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли из космоса, программа "Интеркосмос", подспутниковые эксперименты, российско-американские программы по изучению Земли из космоса.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ МЕЖДУНАРОДНОГО СОТРУДНИЧЕСТВА
В ОБЛАСТИ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА
Исследования Земли из космоса практически начались в 1961 г. с полета первых космонавтов СССР на космических кораблях "Восток" и запуска ИСЗ серии "Зенит", на которых были установлены фотографические системы с возвращаемыми на Землю капсулами, содержащими материалы фотосъемки.
В конце 1970-х—начале 1980-х годов учеными и специалистами Института космических исследований (ИКИ) АН СССР, Государственного научно-исследовательского и производственного центра "Природа" (Госцентр "Природа"), Государственного научно-исследовательского центра изучения природных ресурсов (ГосНИЦИПР), Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (ВНИИЭМ), Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ, ныне "Ракетно-космическая корпорация (РКК) "Энергия" им. С.П. Королева"), Куйбышевского филиала Центрального конструкторского бюро экспериментального машиностроения (КФ ЦКБЭМ, ныне Государственный научно-призводственный ракетно-космический центр "ЦСКБ-Прогресс") и др. были разработаны методические основы дистанционного зондирования Земли, бортовые съемочные системы различных спектральных диапазонов и космические аппараты (КА) типа "Метеор", "Метеор—Природа", "Ресурс", "Океан", "Планета", "Интеркосмос", космические корабли типа "Союз" и пилотируемые космические станции "Салют".
В эти годы сформировалось новое научно-техническое направление — дистанционное зондирование (ДЗ) Земли из космоса.
Существенные успехи были достигнуты при получении больших массивов космической информации о собственном и отраженном излучении Земли. Ее широкое использование дало новое развитие картографии, метеорологии и др. наукам о Земле. В результате картографы отошли от наземной и авиационной фотосъемки, метеопрогнозы стали более краткосрочными и надежными, ученые получили еще один источник информации о состоянии биосферы Земли и ее эволюции. По-новому удалось взглянуть на междисциплинарные связи фундаментальных наук о Земле.
Успехи космических исследований в СССР создали базу для развития международного сотрудничества с зарубежными странами в области использования космического пространства в мирных целях. В результате были подписаны межправительственные соглашения по сотрудничеству в этой области с США, Францией, Индией и рядом социалистических стран.
В связи с запуском в конце 1970-х годов ряда космических аппаратов (КА) ДЗ Земли и началом совместных работ по международному сотрудничеству в этой области возникла необходимость публикации первых результатов научно-методических и прикладных исследований Земли из космоса. В связи с этим в апреле 1979 г. было подготовлено Постановление Президиума АН СССР об из-
1
дании журнала "Исследование Земли из космоса" , и с января 1980 г. он стал выходить в свет.
1 См. ст. «От редакционной коллегии. К 30-летию выхода в свет первого номера журнала "Исследование Земли из космоса"». Журнал "Исследование Земли из космоса" РАН. № 1. 2010 г.
СОТРУДНИЧЕСТВО ПО ПРОГРАММЕ "ИНТЕРКОСМОС"
В 1965 г. правительства Болгарии, Венгрии, ГДР, Кубы, Монголии, Польши, Румынии, Советского Союза и Чехословакии подписали соглашение о сотрудничестве в области исследования и использования космического пространства в мирных целях. При этом Советский Союз безвозмездно выделял космические средства для проведения научных и прикладных исследований.
В 1968 г. была принята многосторонняя программа сотрудничества социалистических стран, получившая название "Интеркосмос".
Успешное развитие сотрудничества этих стран в области космической физики, метеорологии, связи, биологии и медицины создало предпосылку для организации совместных работ еще в одном направлении — изучении Земли из космоса.
В декабре 1974 г. в Праге на совещании руководителей национальных координационных органов социалистических стран по исследованию и использованию космического пространства в мирных целях было принято решение о создании в рамках программы "Интеркосмос" постоянно действующей рабочей группы по ДЗ Земли с помощью аэрокосмических средств.
Сотрудничество социалистических стран в этой области осуществлялось в двух основных направлениях:
— разработка методов и экспериментальных приборов для измерения собственного и отраженного электромагнитного излучения Земли;
— разработка методов и средств автоматизированной обработки и интерпретации данных, получаемых из космоса.
Научная аппаратура, устанавливаемая на ИСЗ, космических кораблях и станциях, давала возможность получать информацию о нашей планете на расстоянии от 180—250 км до нескольких десятков тысяч километров. Эти данные позволяли ученым выявлять глобальные и региональные закономерности пространственного распределения и динамики природных образований земной поверхности и Мирового океана, которые не могли быть определены на основе использования традиционных наземных, морских и авиационных наблюдений.
В конце 1970-х годов в СССР и ряде социалистических стран были начаты научно-методические работы по созданию наиболее эффективных космических средств для получения информации о природных ресурсах Земли. Штатные (эксплуатационные) космические системы для исследования природных ресурсов Земли в то время не были еще созданы ни в одной стране мира. Для создания таких систем необходимо было провести ряд исследований, связанных с выбором видов и форм получения информации из космоса; оптимальных спектральных диапазонов в видимой, ИК- и СВЧ-областях спектра; методов и средств
съемки земной поверхности; техники приема, обработки, хранения и распространения данных о природных ресурсах Земли.
При изучении природных ресурсов Земли с помощью космических средств специалистами стран-участниц широко применялись визуальные, фотографические, телевизионные, тепловые, радиолокационные, спектрометрические методы ДЗ, основанные на регистрации электромагнитного излучения Земли в различных диапазонах — от видимого и ближнего ИК до радиодиапазона. Для их получения в Советском Союзе в те годы использовались различные КА: ИСЗ серии "Космос", "Метеор", "Интеркосмос", пилотируемые космические корабли "Союз" и долговременные орбитальные станции "Салют".
Визуальные наблюдения земной поверхности космонавтами в те годы осуществлялись с высот 180—280 км. При этом в поле зрения космонавта попадала полоса шириной 350—450 км. Цветовые оттенки суши, морей, океанов и облаков воспринимались примерно так же, как и во время полета на самолете, а восприятие яркости с увеличением расстояния падало.
Для анализа и практического использования специалистам ряда отраслей народного хозяйства стран-участниц программы "Интеркосмос" были необходимы фотографии земной поверхности. С помощью многоспектральной фотоаппаратуры, устанавливаемой на космических кораблях "Союз" и станциях "Салют", космонавты проводили съемку земной поверхности для решения фундаментальных и прикладных научных задач. После завершения полета материалы фотосъемки доставлялись на Землю и передавались специалистам различных отраслей, в том числе и в страны-участницы программы "Интеркосмос". Несмотря на неоперативность оптических методов получения информации, ни один другой вид регистрации электромагнитных волн в диапазоне 0.4—0.92 мкм не содержал на одном кадре такого значительного объема информации. Первоначально многозональная съемка из космоса проводилась с орбит высотой около 200—400 км одновременно в разных спектральных интервалах с помощью фотокамер, имевших несколько объективов, или комплектом фотокамер. Каждый объектив был снабжен соответствующим светофильтром. Путем использования специально подобранных комбинаций "фильтр—объектив—фотопленка" изображения одного участка земной поверхности получались в различных зонах спектра, но одного масштаба. Пространственное разрешение таких снимков достигало 15—20 м. На станциях "Салют-4", "Са-лют-5" и "Салют-6" была установлена многоспектральная фотоаппаратура, состоявшая из четырех среднеформатных аппаратов. Управлять аппаратурой могли как космонавты, так и автоматика. В результате этих экспериментов были
получены фотоснимки высокого разрешения и качества в четырех спектральных зонах, которые были доступны ученым и специалистам стран-участниц программы "Интеркосмос".
При проведении анализа этой информации удавалось выделять горные породы разного минералогического состава, отличать влажные почвы от сухих, пески от солончаков, мутные воды от чистых. Для получения цветных фотографий изображения в нескольких спектральных интервалах синтезировались в условных и естественных цветах, что позволяло существенно облегчать дешифровку и интерпретацию снимков и увеличить их достоверность. Для этих целей использовались различные типы синтезаторов, которые с успехом применялись при обработке многозональных космических снимков. Использование цифровых методов с применением ЭВМ для дешифрирования и интерпретации больших потоков многоспектральной фотографической информации представляло достаточно большие технические трудности. Перечисленные особенности фотографических методов позволяли использовать их для решения неоперативных задач исследования природных ресурсов Земли в области геологии, картографии, экологии, лесного хозяйства и др.
В связи с расширением советской программы пилотируемых полетов на космических кораблях и долговременных орбитальных станциях перед специалистами СССР и Германской Демократической Рес
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.