№ 1 (15) / 2024
Валерий Григорьевич Бондур,
научный руководитель Научно-исследовательского института аэрокосмического мониторинга «АЭРОКОСМОС», академик РАН, д. т. н., профессор
Дорогие мои читатели! Я не раз в той или иной форме обращался к вам. Особенно приятно мне было выступать перед широкой аудиторией в рамках Телемоста – проекта, созданного на базе Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля. Меня захватывает широта аудитории, ее география и неподдельный интерес к тому делу, которому я посвятил свою научную жизнь. И теперь, когда мне предложили обратиться к вам со страниц первого в нашем отраслевом научном сообществе научно-популярного молодежного журнала «Горная промышленность «Юниор», я согласился.
Мои основные интересы и главные достижения в науке, как академика РАН и в недавнем прошлом вице-президента РАН, связаны с космическими исследованиями (сначала военными, а затем сугубо гражданскими). Мне посчастливилось создать и возглавить замечательный Научно-исследовательский институт «АЭРОКОСМОС». В настоящее время я являюсь его научным руководителем.
Совсем недавно я давал интервью, где мне был задан вопрос, и я бы хотел поделиться ответом с вами, мои дорогие читатели, так как уверен, что и вас этот вопрос не может не интересовать:
– Идут разговоры о кризисе отечественной науки, провалах нашей космонавтики. Но когда открываешь дверь, ведущую в Ваш Институт, то видишь современное оборудование, большое число молодых сотрудников и то, как они увлеченно и вдохновенно трудятся. Поэтому сразу же начинаешь сомневаться: так ли это? Существуют ли трудности в Вашей области деятельности?
Трудности существуют, и значительные. Они связаны как с объективными причинами, так и с субъективными. Это прямое следствие трансформаций нашего общества, которые происходили в последние десятилетия. Естественно, что это не могло не затронуть космическую деятельность, ту самую, где мы были первооткрывателями и всегда находились на первых позициях. То, что впервые свершалось в космосе, как правило, было связано с нашей страной.
Телемост-лекция академика РАН В.Г. Бондура в рамках проекта Межвузовского академического центра навигации по специальностям горно-геологического профиля
Однако в начале и середине 90-х годов многие наши достижения оказались невостребованными. Да и в настоящее время я не могу сказать, что обстановка в космонавтике радужная. Но некоторое время назад начали происходить положительные сдвиги и изменения. Руководство нашей страны начало оказывать поддержку космической отрасли. Реализуется Федеральная космическая программа, которая в настоящее время актуализуется. Что касается конкретно Научно-исследовательского института аэрокосмического мониторинга «АЭРОКОСМОС», тут нужно иметь в виду некий субъективный фактор. Раньше специалисты, составляющие костяк нашей организации, занимались в основном военным космосом, а теперь в значительной степени гражданскими делами.
Если говорить о моей судьбе, о моем научном становлении, то практически с начала своей трудовой деятельности я работал в Научно-исследовательском институте «Комета», который занимался разработкой и созданием глобальных информационных военно-космических систем. Мне повезло, так как я долгие годы работал бок о бок с выдающимся ученым, великим генеральным конструктором и замечательным человеком – академиком Анатолием Ивановичем Савиным. Он был моим учителем. Затем я стал его заместителем по науке.
Академик Бондур В.Г. со своим учителем академиком Савиным А.И.
Работа в космической индустрии в корне изменяет психологию и сознание человека. Качественно меняет его внутреннее содержание. В настоящее время космические исследования являются стратегически важной сферой деятельности. В начале космической эры она интересовала в первую очередь военных. Когда мы начали заниматься мирными космическими проблемами, военные, с которыми мы работали, обижались. Поэтому в первое время было трудно. Но постепенно мы начали перестраиваться. А потом жизнь повернулась так, что мирная тематика стала основной. К новым условиям, возникшим в середине 90-х и начале 2000-х годов, мы подошли не только внутренне подготовленными, но и технически тоже. Это тогда называлось конверсией. Сейчас почему-то термин почти не используется. А жаль, потому что он точно отражает суть дела. В общем, нам удалось перевести высокотехнологичные разработки из военных областей в сугубо мирные. И это имело успех, так как практически системы, которые мы создавали были уникальными, делались впервые в мире. Аналогов этим системам нигде не было.
Вице-президент РАН Бондур В.Г. с делегацией Китайской академии наук в Президиуме РАН
Совершенно ясно, что космические исследования – как раз работа не только во имя науки, но и в интересах человека и различных сфер его деятельности. Мы должны были не только разрабатывать новые востребованные методы и технологии, но и находить потребителей результатов нашей деятельности. При этом следует отметить, что и за рубежом мы имели успех – выиграли много конкурсов и реализовали ряд различных интересных проектов. Причем даже на территории нашего основного конкурента – США. Мы обыгрывали их ведущие фирмы в прямом научном и техническом состязании. И это несмотря на то, что финансирование науки у них было во много раз выше, чем у нас.
Академик Бондур В.Г. на встрече с мэром г. Пекина
При этом необходимо учитывать, что, как известно, к иностранным высокотехнологичным фирмам, особенно российским, в США относятся достаточно предвзято. Поэтому нам приходилось быть на три головы выше конкурентов, чтобы победа была бесспорной. И нам удалось реализовать ряд проектов на их территории. Это, безусловно, усилило наши позиции в мире.
А в последующем мы выполнили ряд интересных научных проектов с организациями из стран Евросоюза, стран БРИКС, Китайской Народной Республики и другими.
Было очень сложно выйти на мировой рынок организациям, которые занимались закрытыми работами. Как у айсберга, вся наша деятельность была «под водой», а сверху была видна лишь незначительная часть наших достижений. Но затем мы наверстали упущенное: появились значимые научные результаты в открытых областях деятельности, большое число научных публикаций. Мы установили контакты с зарубежными коллегами, они узнали о нас, а поэтому и работать с ними стало намного легче.
Невзирая на все трудности, нам удалось создать новую организацию – мобильную, динамичную, современную. Она не столь огромна, как было раньше. У нас работает всего чуть более 200 человек. В настоящее время это оптимальный коллектив, который способен получать значимые научные результаты, разрабатывать оригинальные методы и создавать востребованные высокотехнологические системы в аэрокосмической области.
Меня избрали в Российскую академию наук в довольно молодом возрасте, во время перемен. Впрочем, если бы их не было, это могло бы случиться и раньше. И теперь, помимо решения фундаментальных научных задач, я активно занимаюсь подбором и подготовкой кадров. В свое время мы способствовали созданию факультета прикладной космонавтики в Московском государственном университете геодезии и картографии, потом базовой кафедры космического мониторинга, научно-образовательного центра аэрокосмического мониторинга. Кроме этого, мы активно сотрудничаем с ведущими высшими учебными заведениями страны: МГУ им. М.В. Ломоносова, МФТИ, МВТУ им. Н.Э. Баумана, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, РУДН и многими другими. Здесь мы черпаем свой кадровый потенциал. Поэтому у нас молодой коллектив, средний возраст которого составляет около 36 лет. А в космической отрасли средний возраст уже превышает 60 лет.
Мы тщательно продумали технологию подготовки кадров: выявляем талантливых студентов, в аспирантуре готовим научных сотрудников, практикуем стажировки. При этом привлекаем к сотрудничеству студентов уже с 3-4-го курса. Они не только проходят у нас различные виды практик, готовят и защищают дипломные работы и магистерские диссертации, но и ведут реальную научно-исследовательскую работу. Лучших из них мы приглашаем на постоянную работу. Чтобы попасть к нам, нужно пройти своеобразный конкурс. Я считаю это полезным, так как у нас есть возможность отбирать лучших. Потому научный потенциал НИИ «АЭРОКОСМОС» постоянно возрастает, а инновационная активность повышается.
С чем связана востребованность результатов нашей деятельности сегодня? Мы не только получаем новые научные результаты, но и осуществляем ряд проектов, которые доводим до практического применения. Приведу несколько примеров.
Академик В.Г. Бондур на леднике Тянь-Шаня
Мы создали систему космического мониторинга в интересах электросетевых компаний. Магистральные линии электропередач пересекают всю страну, а она у нас огромна. Необходимо защитить эти объекты от всевозможных катастроф, например, от таких опасных процессов как природные пожары, которые могут привести к повреждению линий электропередач, а, следовательно, к нарушению энергоснабжения городов и целых регионов. К нам обратились энергетики. Можем ли мы оперативно обнаруживать из космоса очаги пожаров в буферных зонах линий электропередач и электрических подстанций по всей территории России?
Созданная нами космическая система функционирует и постоянно развивается. У нас есть несколько станций приема космической информации в различных регионах страны. Много раз в сутки происходит обзор всей территории Российской Федерации. Информация собирается у нас в НИИ «АЭРОКОСМОС» в центре приема и обработки космических данных. Здесь она обрабатывается в автоматическом режиме, обнаруживаются очаги пожаров, производится их оценка, прогнозируется развитие, а затем уже результаты мониторинга оперативно передаются заказчику, который принимает соответствующие решения: магистральная линия отключается или продолжает работать в обычном режиме. Уникальность этой системы заключается в том, что она действует оперативно и без участия оператора, то есть полностью в автоматическом режиме.
Вице-президент РАН Бондур В.Г. делает доклад Президенту России В.В. Путину
Решение такой сложной задачи потребовало применения новых методов, разработки инновационных технологий, что обеспечило автоматическое обнаружение очагов пожаров и определение их характеристик.
Затем эта космическая система была существенно модернизирована. Нами были разработаны новые методы и технологии, которые позволяли не только обнаруживать природные пожары на обширных территориях Северной Евразии, но и оценивать их последствия путем регистрации объемов эмиссий в воздушную среду малых газовых составляющих и мелкодисперсных аэрозолей, а также анализировать состояние растительности на больших площадях. Такие методы обеспечили возможность определения объемов вредных примесей, поступающих в атмосферу Земли не только от природных, но и от антропогенных источников. Это позволяет оценивать влияние таких негативных процессов на изменение климата планеты и ее отдельных регионов, а также на здоровье людей.
Президент РАН, академик Сергеев А.М. и вице-президенты РАН академики Бондур В.Г., Донник И.М., Чехонин В.П.
В этом направлении мы реализовали ряд проектов как у нас в стране, так и за рубежом совместно с научными организациями Китайской Народной Республики и стран Европейского союза. При проведении этих работ получено множество значимых научных результатов на территории Евразии и других континентов, в том числе, например, в Австралии.
Мы очень серьезно занимаемся аэрокосмическим мониторингом различных процессов и явлений, происходящих в морях и океанах. Это актуальная задача. Особенно когда речь заходит о мониторинге прибрежных акваторий. Дело в том, что в прибрежных регионах проживает более половины населения Земли. Понятно, что в этих районах деятельность человека очень активна, здесь и портовые сооружения, и транспортные операции, и промышленные предприятия, и зоны отдыха миллионов людей, особенно если речь заходит о южных морях. Такая деятельность приводит к существенной антропогенной нагрузке, а, следовательно, и к загрязнению этих акваторий.
В последнее время негативный вклад вносит и добыча природных ресурсов. Постепенно их добыча переходит с суши в океан, и это особенно хорошо видно на примере месторождений углеводородов. Здесь речь идет, прежде всего, о шельфе и континентальном склоне.
Президент РАН Сергеев А.М. и вице-президент РАН Бондур В.Г. на о. Сахалин
Поэтому антропогенная нагрузка на прибрежные акватории возрастает, происходит загрязнение водной среды и негативное воздействие на морские экосистемы. Здесь неоценимую роль играют аэрокосмические методы и технологии. Без них в настоящее время уже невозможно обойтись. Об этом я рассказывал вам во время Телемостов.
Мы реализовали много проектов по мониторингу морских акваторий, как в нашей стране, так и за рубежом. Это, например, космический мониторинг антропогенных воздействий на экосистемы Флоридского залива, а также очень интересный проект по комплексному аэрокосмическому и подспутниковому мониторингу прибрежных акваторий Гавайских островов. У нас был опыт взаимодействия с американскими коллегами еще в рамках деятельности Комиссии Черномырдин-Гор.
В середине 90-х годов американцы узнали, как у нас обстоят дела в этой области. Не ожидали, что мы идем впереди. Это помогло нам выиграть некоторые проекты, на которые они объявляли международные конкурсы. В частности, как уже было сказано, мы осуществляли дистанционный мониторинг экологического состояния Флоридского залива и акваторий вблизи Гавайских островов. Так, например, в процессе реализации проекта на Гавайских островах мы показали очень наглядно, насколько эффективны наши методы и технологии. Haм удалось выполнить космический мониторинг прибрежных акваторий у города Гонолулу, выяснить, что там происходит, обнаружить и тщательно изучить источники антропогенных воздействий и местные гидрометеорологические особенности. На основании результатов проведенных исследований мы разработали рекомендации по реализации природоохранных мероприятий для улучшения состояния водной среды в этом регионе. При этом в процессе проведения этих работ мы показывали, что мы делаем, но не сообщали, как, т. е. не раскрывали наши «ноу-хау» и не передавали наши технологии. Американцы довольно быстро реализовали наши рекомендации. В результате этого вода в районе знаменитых пляжей Вайкики стала в четыре-пять раз чище, чем раньше. Потому американские коллеги сразу же стали друзьями, им удалось убедить общественность, насколько эффективны и полезны космические исследования.
Вице-президент РАН, академик В.Г. Бондур делает доклад на научной сессии РАН
Интересные проекты мы реализовали и в России с нашими коллегами из Морского гидрофизического института РАН и Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН в акваториях Черного моря, в том числе в прибрежных акваториях Крымского полуострова. В процессе проведения исследований в рамках данных проектов нами по космическим данным были выявлены аномалии значимых параметров в зонах антропогенных воздействий на водную среду, обусловленные заглубленными стоками вблизи городов и населенных пунктов. Эти аномалии проявлялись в генерации дополнительных спектральных компонент поверхностного волнения, в изменении шероховатости морской поверхности, влияющей на удельную эффективность поверхности рассеяния радиоволн, в вариациях спектральной яркости в различных диапазонах электромагнитного спектра, которые связаны с изменениями полей мутности, температуры, гидрохимических, гидробиологических и других характеристик водной среды. Эти значимые параметры регистрировались по спутниковым оптическим и радиолокационным изображениям с использованием разработанных нами методов.
На основании результатов выполненного космического мониторинга были определены зоны распространения таких антропогенных воздействий, а также выявлены разрывы в устаревших коллекторах сбросовых устройств в районах городов Севастополь и Геленджик. Очень важно, что результаты этих исследований принесли практическую пользу. На основании обнаружения по космическим данным разрывов в коллекторе сбросового устройства вблизи Севастополя властями региона были организованы ремонтные работы, которые позволили устранить технические дефекты и обеспечить нормальную работу системы.
Приведу еще один пример применения космических методов и технологий для экологического мониторинга морских акваторий. Все хорошо помнят, что осенью 2020 г. у побережья Камчатки, в том числе в районе Халактырского пляжа в Авачинском заливе, сложилась неординарная ситуация, связанная с массовой гибелью гидробионтов, сопровождавшаяся неестественным цветом и запахом океанской воды. Фиксировались случаи отравления людей, взаимодействовавших с водной средой. Для выявления причин этого чрезвычайного экологического происшествия по просьбе Заместителя Председателя Государственной Думы Федерального Собрания Российской Федерации И.А. Яровой нами был оперативно организован и проведен космический мониторинг прибрежных акваторий у полуострова Камчатка.
Президент Китайской академии наук Бай Чонли вручает диплом иностранного члена Китайской академии наук вице-президенту РАН Бондуру В.Г.
На основании анализа долговременных рядов спутниковых данных (обработано более 20 тысяч космических изображений) о температуре морской поверхности (с 1981 по 2020 гг.) и концентрации хлорофилла а (с 2000 по 2020 гг.) нами было установлено, что в исследуемом районе в конце сентября-начале октября 2020 года наблюдался аномальный рост концентрации хлорофилла а, который в 5-8 раз превышал фоновые значения. Мы показали, что это было связано с сильными положительными аномалиями температуры, наблюдавшимися в июле-сентябре 2020 г., которые превышали климатическую норму на величину до 6° С. В результате этого существенно изменился биогенный режим, что привело к вредоносному цветению водорослей, так называемому красному приливу. Он и вызвал гибель гидробионтов как в Авачинском заливе, так и в прибрежных акваториях почти всего полуострова Камчатка. Это подтвердили и результаты контактных гидрохимических и гидробиологических измерений, проведенных нашими коллегами из других институтов.
Таким образом, результаты исследований, проведенных на основании космических данных, показали, что причиной чрезвычайной экологической ситуации, вызвавшей массовую гибель гидробионтов в Авачинском заливе и у побережья всего полуострова Камчатка осенью 2020 г., являлись природные факторы. Они были связаны с вредоносным цветением водорослей (рода Karenia), так называемым «красным приливом», произошедшим из-за аномального повышения температуры водной среды по сравнению с климатической нормой. Затем по космическим данным мы обнаружили такие опасные природные явления и в других акваториях морей и океанов.
Кроме приведенных выше примеров, можно отметить также космический мониторинг сейсмоопасных территорий, проводимый на основе использования различных космических данных. Это очень актуальное и перспективное направление.
К сожалению, последствия этих катастрофических событий всегда печальны. Год от года их становится все больше, а потому наука должна уделять особое внимание этой проблеме.
У всех на слуху разрушительные землетрясения, происходившие в феврале 2023 года на территории Турции с магнитудами 6≤М≤7.8. По данным правительства Турции в результате этих землетрясений погибло более 50 тысяч человек, пострадало более 107 тысяч человек, а экономические потери составили более 103 млрд долларов США. Эта природная катастрофа нанесла значительный урон также и ряду соседних стран, в том числе Сирии, Таджикистану, Армении, Грузии.
Очень опасны подводные, так называемые цунамигенные землетрясения. Все помнят, например, катастрофические землетрясения вблизи острова Суматра в 2004 г. и вблизи побережья Японии в 2011 г., вызвавшие мегацунами, которые привели к колоссальным жертвам и разрушениям, в том числе к аварии на атомной электростанции вблизи Фукусимы в 2011 г.
Поэтому очень важно научиться прогнозировать и предупреждать такие природные катастрофы.
В настоящее время существующие геофизические методы позволяют достоверно давать только долгосрочные прогнозы на год и более. Но предсказать, что будет завтра или послезавтра, ученые пока не могут. А нужны точные краткосрочные прогнозы. Необходимо знать, случится ли землетрясение в течение периода времени от нескольких часов до 10 дней или месяца. Мы определили, как можно использовать космические методы и средства для регистрации так называемых предвестников землетрясений, прежде всего краткосрочных и среднесрочных. Таких предвестников целый комплекс, и мы можем регистрировать некоторые из них. Эта работа требует еще глубоких исследований, но практические результаты она уже дает.
Очень много ещё хотелось осветить в этой области. Думаю, что со страниц журнала я еще продолжу эту увлекательную и важную тему. Пользуясь случаем, я бы хотел пожелать вам, дорогие читатели, делающие первые шаги в науку, творческих успехов. Уверен, что некоторые из вас тоже посвятят свою жизнь этому удивительному научному направлению – космическим исследованиям нашей родной планеты Земля, а также других планет и Вселенной в целом!
