Ученые БГУ разработали уникальный комплекс для дистанционного зондирования Земли

Выполнение национальной космической программы и развитие Белорусской космической системы дистанционного зондирования Земли — приоритетные направления развития научно-технической деятельности в стране. Именно в этих направлениях планомерно работают ученые Научно-исследовательского учреждения «Институт прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко» БГУ. Одна из новинок специалистов — модульный комплекс мультиспектральной съемки. Его можно использовать для дистанционного зондирования Земли, устанавливая на воздушные суда, в том числе беспилотники. Разработка не имеет прямых аналогов в мире, она уже успешно прошла первые летные испытания и готовится к эксплуатации. Корреспондент «Р» узнала подробности.

«Мультискан» весит около четырех килограммов, что позволяет эксплуатировать его даже на небольших самолетах.

Есть идея!

В лабораториях Института прикладных физических проблем имени А. Н. Севченко работа кипит. Параллельно здесь трудятся над несколькими крупными проектами для космоса и авиации. Ученые бурно обсуждают технические вопросы.

Старший научный сотрудник отдела аэрокосмических исследований Алексей Чумаков более 30 лет работает в этой лаборатории. При его непосредственном участии в рамках подпрограммы «Исследование и использование космического пространства в мирных целях» Государственной программы «Наукоемкие технологии и техника» на 2016 — 2020 годы разрабатывается модульный комплекс мультиспектральной съемки «Мультискан».

— Комплекс предназначен для решения прикладных задач в различных отраслях хозяйства, — Алексей Чумаков вводит меня в курс дела. — Например, осенью мы его опробовали на самолете: производили съемку лесов. Результаты авиасъемок «Мультисканом» также можно использовать для мониторинга пожаров или задымлений, паводков и половодий, загрязнения водотоков нефтепродуктами, а также при оценке последствий от ЧС… Благодаря камере с поляроидом и тепловизору делать это намного проще.

Параллельно ученые трудятся над несколькими крупными проектами для космоса и авиации.
 
Собеседник акцентирует внимание, что каждая разработка — это результат коллективного мозгового штурма. Результат слаженной работы команды налицо. В отличие от своего предшественника, который весил 140 килограммов, «Мультискан» весит около четырех килограммов. Это позволяет эксплуатировать его даже на небольших самолетах, что существенно снижает издержки и снимает многие вопросы по окупаемости дистанционного мониторинга.

— С летающего носителя мы можем охватить большие площади, а с помощью специальных приборов увидеть на этих участках то, что невозможно различать невооруженным глазом, можем давать оценки и делать научные прогнозы. Это общемировая тенденция, — Алексей Чумаков перечисляет преимущества аэрокосмического мониторинга. — Если говорить о торфяниках, то с помощью прибора можно заранее увидеть повышение их температуры и предупредить лесников и пожарных об угрозе возгорания. Сейчас большое внимание уделяется диагностике раннего усыхания лесов. С помощью «Мультискана», в том числе и разрабатываемых в отделе методов, ведутся работы по диагностированию проблемы на ранних стадиях. Эти данные будут полезны лесному хозяйству и экологам.

А еще с помощью «Мультискана» можно мониторить состояние сельскохозяйственных угодий, отслеживать ситуацию с состоянием мелиорированных земель на Полесье, искать потерявшихся грибников, выявлять несанкционированные карьеры и свалки. Космическую съемку в тепловом диапазоне некогда даже использовали при учете зубров в Беловежской пуще: поскольку это довольно крупные животные, они видны на обработанном тепловом изображении.

Оператор может визуально контролировать работу всех сенсоров на одном экране или вмешиваться в управление ими, переходя в полноэкранный режим любого из окон.

Планы на завтра

С момента зарождения идеи до первого пробного полета прошло 2,5 года.

— Это штучный продукт. Такие устройства не делаются партиями. Они изготавливаются под конкретного заказчика для решения определенного спектра задач. Причем в каждом следующем приборе мы стараемся внедрять современные технические решения, — продолжает собеседник. — Одно из ключевых отличий «Мультискана» от предыдущей модели — возможность беспроводного управления.

От заведующего отделом аэрокосмических исследований Бориса Беляева узнаю, что конструктивно «Мультискан» выполнен в виде отдельных оптических модулей, объединенных в блок датчиков. Любители физики, двигайтесь поближе. Они соединены по Wi-Fi с блоком электроники. Без защиты от внешних воздействий пыли, влаги и ударов в воздухе, а тем более в космосе, никуда! Поэтому устройство имеет защитный кожух, который закрывает все его модули. Кстати, оно работает от внутреннего автономного источника питания. Он заряжается как на земле, так и в процессе полета.

— Такая структура обусловлена тем, что оптические модули для получения изображений устанавливаются, как правило, вне кабины пилотов либо на специальном иллюминаторе. С блоком управления блок датчиков связан по беспроводной связи, — объяснил Алексей Чумаков.

Говоря простыми словами, «Мультискан» предназначен для управления и регистрации данных дистанционного зондирования Земли с борта авиационных носителей. Оно объединяет в себе несколько программных модулей, в том числе ПО управления тепловизором, камерами и геопривязки. Последнее записывает GPS-трек полета прибора и отображает его местоположение на местности, что особенно важно для точности измерений и оповещения профильных служб.

В полетных условиях модулями управляет оператор с обычного ноутбука по Wi-Fi. Как это работает? Для управления и отображения сигналов модулей используется мультиэкранная технология. Она повышает эффективность управления и наглядность работы многочисленных модулей, показания которых трудно одновременно и наглядно отобразить на одном экране. Оператор может контролировать визуально работу всех сенсоров на одном экране или вмешиваться в управление ими, переходя в полноэкранный режим любого из окон.

На достигнутом ученые и не думают останавливаться. В планах создать еще меньший вариант — «Мультискан» для МЧС. Спасательное ведомство заинтересовалось возможностью установки такого оборудования на свои беспилотники. Кстати, БЛА летает на высоте 100, 150 метров, поэтому, в отличие от спутника, ему облака не помеха, что особенно актуально в условиях нашего климата.

gorbatenko@sb.by