Основные направления космических технологий

      Значение искусственных спутников Земли в нашей жизни огромно. Не будь их, мы не могли бы смотреть передачи целого ряда телеканалов, лишились бы подробной информации о прогнозе погоды, а также множества других удобств. Свыше 1200 космических летательных аппаратов вращаются сейчас на разных орбитах вокруг Земли. Все они сильно отличаются друг от друга - в том числе, и по своему назначению.

      В XXI веке астрономия и космонавтика, базируясь на научно-технологических достижениях XX века, перешла к решению чрезвычайно актуальных задач и программ:

• 1) создание глобальных и глубоких цифровых обзоров (каталогов) на миллионы и миллиарды небесных объектов (объемом до сотен терабайт, а в перспективе – до петабайт);


• 2) создание архивов и баз данных на сотни тысяч и миллионы малых тел Солнечной системы, что позволит определить их орбиты и физические параметры (массу, структуру и пр.) и выявить их неустойчивость путем моделирования. Также будет возможно вести поиск и отождествление новых астероидов по программе кометно-астероидной опасности;


• 3) контроль движения десятков тысяч космических аппаратов и сотен тысяч, миллионов их фрагментов, их маневрирования на орбитах, составление баз данных космического мусора техногенного происхождения;


• 4) дальнейшее развитие космических технологий и исследований;


• 5) системный анализ проблем освоения Луны и Марса.

      В решении всех перечисленных задач главным образом используются достижения ИКТ, которые активно развиваются последние 30-40 лет и продолжают совершенствоваться с каждым днем.

      С выходом человека в космос появилась возможность наблюдения и проведения измерений на земной поверхности с точек вне поверхности Земли. Такие точки удалены от поверхности на несколько земных радиусов. Измерения из космического пространства значительно информативнее наземных или воздушных. Так, для получения части территории поверхности Земли требовалось до сотни аэрофотоснимков. В то же время один космический снимок может дать 1 изображение всей земной полусферы. Периодически возникает необходимость систематизации и обобщения накопленного опыта, что способствует дальнейшему развитию науки и решению прикладных задач. В настоящее время накоплен значительный опыт применения информационных технологий в космических исследованиях, что делает актуальным анализ этого направления.

      В первую очередь информационные технологии являются инструментом для проведения исследований. Они выполняют функции по сбору данных, например, геоинформационные технологии.

      Современные технологии являются инструментом формирования фундаментальных навыков. Особенностью космических исследований является получение новых знаний, среди которых пространственные занимают особое место. Особенность космических исследований также состоит в многоканальности и получении информации в разных диапазонах. Это привело к диверсификации космических исследований – каждая технология обслуживает свой канал получения информации.

      Появление геоинформатики привело к процессу интеграции разных технологий и данных в единую систему. Такой подход позволил успешно решать глобальные комплексные задачи, которые отдельными технологиями не решить.

      Общим для информационных технологий при исследовании Земли являются экологические и природно-ресурсные цели. Решение проблем охраны окружающей среды, рационального природопользования, а также контроля чрезвычайных ситуаций, вызванных природными катастрофами, техногенными авариями, региональными и локальными военными конфликтами, становится одной из наиболее актуальных задач для человечества в целом. Для решения этих проблем применяют космический мониторинг или дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) с помощью спутников, что является ярким доказательством синтеза космических и информационных технологий.

      Одними из важнейших направлений космического мониторинга являются задачи прогнозирования природных катастроф. При анализе возникновения конкретных происшествий процессы взаимодействия природы и общества рассматриваются как интерактивные природно-антропогенные механизмы, управление которыми является одним из путей преодоления возможных кризисных ситуаций в окружающей среде. Для решения этих задач предлагается трехуровневая процедура принятия решений при появлении признаков природной катастрофы, основанная на расчете соответствующих индикаторов и математической модели процессов, происходящих в окружающей среде. Особое внимание здесь уделено синтезу систем мониторинга окружающей среды, обеспечивающих сбор, хранение и обработку необходимой информации, формируемой космическими, воздушными и наземными (водными) источниками.