Взгляд из космоса

С момента запуска первого искусственного спутника Земли прошло более полувека. Космические технологии получили широкое распространение, проникая в разные сферы деятельности. Не осталась в стороне и добывающая промышленность. В настоящее время имеется масса наработок в области дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

В мире космическим зондированием занимаются уже около 50 лет. Денежный оборот в этой сфере сотни миллиардов долларов. 
Космические аппараты ДЗЗ применяются в процессе изучения природных ресурсов, в решении задач метеорологии, экологии, геологии и т. д. Оснащают их, в основном, оптической и радиоволновой аппаратурой. Вторая дает возможность «видеть» поверхность Земли в любое время суток, вне зависимости от того, что происходит в атмосфере.

Электромагнитные волны
Методы дистанционного зондирования разделяются на пассивные,  основанные на фиксации естественного теплового излучения объектов, и активные, использующие рассеянное излучение объектов, которое является отражением сигнала внешнего источника (радара). 
Различные вещества (почва, горные породы, вода и т. д.) по-разному излучают и рассеивают электромагнитные волны в разных диапазонах частот. И по этой «реакции» можно идентифицировать конкретный объект.

Отечественные достижения
Больших успехов в сфере ДЗЗ достигли США, Европа, Канада, Китай. Активно включаются в разработки и применение технологий космического зондирования развивающиеся страны. 
Россия тоже может похвастаться достижениями в этой сфере. Наши специалисты разработали аппарат «Монитор-Э», запуск которого состоялся в 2005 году. Он предназначен для получения данных в интересах экологического мониторинга, геологического картирования и поиска полезных ископаемых, а также контроля и оценки последствий ЧС. 
Не меньший интерес представляют аппараты «Ресурс-ДК1» и «Ресурс-П» №1, созданные в ФГУП «ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс». А также «Метеор-М» №1, «Метеор-М» №2 и «Канопус-В» №1 (ОАО «Корпорация «ВНИИЭМ»), «Электро-Л» №1 (ФГУП «НПО им. С.А.Лавочкина»).

Северные широты
Как развитые страны, так и государства с преимущественно сырьевой экономикой используют средства ДЗЗ для разведки полезных ископаемых и контроля природных явлений, потенциально опасных для экологии и инфраструктуры территорий, на которых происходит добыча полезных ископаемых. 
В частности, информационные технологии ДЗЗ применяются для мониторинга деформаций земной поверхности, вызванных подземными горными выработками и добычей нефти и газа. 
Особенно важное значение приобретают средства дистанционного зондирования при добыче полезных ископаемых в северных широтах в зоне вечной мерзлоты. 
Здесь вся наземная промышленная инфраструктура: дороги, трубопроводы, линии электропередач, здания и сооружения регулярно подвергаются механическим воздействиям в результате замерзания и оттаивания активного слоя «вечной мерзлоты». В последние годы такое влияние усиливается в связи с глобальным потеплением, проявления которого особенно заметны на Севере в арктических территориях.

Безопасная добыча
Развивать эти регионы без создания новых и роста существующих добывающих предприятий невозможно. Сырьевая база Арктики очень богата: это огромные запасы углеводородов, железорудные месторождения с примесями цветных металлов и другие полезные ископаемые. Стратегия становления и развития арктической зоны до 2020 года, принятая российским правительством, безусловно, включает освоение минеральных ресурсов Крайнего Севера. 
Но суровый климат и «вечная мерзлота» вносят свои коррективы в процессы строительства объектов и добычи. Соответственно, среди первоочередных задач обеспечение безопасности и устойчивости объектов горной индустрии в экстремальных природных условиях. Для этого нужен постоянный мониторинг состояния окружающей среды. Причем в достаточных объемах. Реализовать эту потребность можно за счет использования космических средств дистанционного зондирования.

Красноярская модель
Эффективные средства дистанционного зондирования должны создаваться на надежной научной основе, которая устанавливает закономерности взаимодействия природных объектов с электромагнитным излучением. Связующим звеном между сигналами радаров и радиометров и геофизическими характеристиками поверхностного почвенного покрова является диэлектрическая модель. Она учитывает физические законы, определяющие зависимость сигналов космических радаров и радиометров от влажности и температуры почвенного покрова. 
В этой области фундаментальной науки больших успехов достигли красноярские ученые. Как сообщил заведующий лабораторией радиофизики дистанционного зондирования Института физики СО РАН, член-корреспондент Российской Академии наук  Валерий Миронов, созданная в 2012 году диэлектрическая модель влажной почвы была установлена на спутнике Европейского космического агентства SMOS. Этот аппарат обеспечивает глобальный мониторинг влажности почвенного покрова Земли и предоставляет в свободном доступе глобальные карты влажности.

Ставка на диэлектрики
В последнее время внимание ученых сосредоточено на арктических территориях полуострова Ямал, где все в возрастающих объемах ведется добыча газа. Диэлектрическая модель оказалась эффективной при дистанционном зондировании с помощью аппарата SMOS процессов замерзания и оттаивания активного слоя вечной мерзлоты. 
Ученые работают в рамках целевого проекта Президиума Российской Академии наук под названием «Разработка научных основ космического мониторинга влажности и температуры в деятельном слое почвенного покрова арктической тундры». Первые полученные данные показывают возможность мониторинга с использованием SMOS температуры не только на поверхности, но и по всей глубине активного слоя «вечной мерзлоты».

Практический интерес
Итогами исследований красноярских ученых заинтересовалось крупное газодобывающее предприятие ООО «Газпром Надым». По его заказу Институт физики планирует совместно с Институтом нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН выполнить работу, в результате которой космическая информационная технология сможет использоваться в производственном цикле предприятия. Цель повысить безопасность промышленной инфраструктуры и поднять обеспечить охрану природной среды. 
Но в целом вопрос применения подобных технологий на практике решается довольно медленно. Многие компании добывающей отрасли не торопятся использовать результаты дистанционного зондирования в производственных целях. Инвесторов, готовых вкладываться в развитие таких систем, немного.
Как правило, о возможностях ДЗЗ вспоминают лишь в случае возникновения чрезвычайной ситуации. А как ее предупредить, часто не задумываются.

Работать сообща
Очевидно, что решение проблемы возможно только с помощью налаживания более тесных связей научных учреждений с предприятиями добывающей отрасли. И при создании возможности для ведения совместных разработок. 
Здесь очень важна информационная поддержка организаций, ведущих разработки в сфере космического зондирования и мониторинга. И не только со стороны СМИ, но и со стороны тех госcтруктур, которые готовят программы развития отрасли и контролируют их выполнение. Необходима постоянная общая работа власти, бизнеса и научных организаций. 
Власть должна помогать развитию отечественного производства. А руководителям добывающих предприятий надо заботиться не о сиюминутной прибыли, а о перспективах развития. Думать не только о том, что можно взять сегодня, но и том, что будет завтра, что останется после них. Только тогда бизнес станет действительно успешным, а научные изыскания всегда будут востребованы. 
Валерий Миронов надеется, что это непременно произойдет, и разработки его коллег найдут широкое применение в промышленности: «Я надеюсь, придет время, когда Россия снова будет делать шаги, подобные первому полету в космос. Если мы будем верить в это, многое можно сделать. В первую очередь, возродить отечественную промышленность. Поэтому мы и продолжаем делать свое дело. И думаем, что результаты наших научных исследований будут востребованы».

Спецвыпуск журнала «Промышленные страницы Сибири» «Добывающая промышленность»

Информация взята с сайта: http://www.epps.ru/journal